Сооружениями биохимической очистки в искусственных условиях являются биофильтры и аэротенки. Степень очистки по БПК составляет 80 - 90 %. В настоящее время с экологической и эпидемиологической точек зрения предпочтительными являются сооружения искусственной биохимической очистки.

Обеззараживание очищенных сточных вод производится в том случае, когда сброс осуществляется в водоемы санитарно-бытового назначения. Обеззараживание чаще всего осуществляется хлором или гипохлоритом натрия. При сбросе в водоемы рыбохозяйственного назначения обработка хлорсодержащими реагентами не желательна. Доочистка биологически очищенных сточных вод производится методами фильтрования через загрузку из различных материалов, микрофильтрованием и контактным осветлением. Также используются биологические пруды.Перед спуском очищенных сточных вод в водоем они подвергаются обеззараживанию. Выбор реагента и метода обеззараживания производится в зависимости от характеристики водоёма - приемника сточных вод и способа дальнейшего использования очищенных сточных вод. В зависимости от производительности станции выбираны следующие очистные сооружения.

Концентрация сточных вод	Механическая очистка	Биохимическая очистка	Доочистка
Взвеш. в-ва - от 300 до 400 мг/л, БПК - от 300 до 400 мг/л	Решетки, песколовки, первичные отстойники.	Сооружения предварительной аэрации (преаэраторы или биокоагуляторы), биофильтры с рециркуляцией или аэротенки с регенерацией активного ила, вторичное отстаивание.	Фильтры или биологические пруды.

В зависимости от производительности станции выбираются следующие очистные сооружения.

8. РАСЧЁТ СООРУЖЕНИЙ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ ОЧИСТНОЙ СТАНЦИИ

8.1 Расчет сооружений механической очистки

Расчет решеток-дробилок.

На очистной станции применяются решетки - дробилки Monster CMD24.10-XD2.0. При расчете решеток определяются их размеры и потери напора, возникающие при прохождении через них сточных вод. Число рабочих и резервных решеток определяется в зависимости от максимального часового расхода сточных вод и принятого типа решетки [2].

Число прозоров в решетке рассчитывается по формуле:

, шт

где b - ширина прозоров, м;

д - толщина стержня, м;

В - ширина решётки, м.

После этого производится окончательный расчет для принятого типа решеток:

рассчитывается глубина воды перед решеткой

, м

где - расход сточных вод, м3/с;

- скорость протекания воды через прозоры, м/с.

Скорость течения в канале перед решёткой определяется по формуле:

, м/с

Расчёт решётки - дробилки	Ед.изм.	Monster CMD24.10-XD2.0
Расход сточных вод q	м3/с	0,17
Расход сточных вод Q	м3/ч	619,58
Производительность решётки-дробилки qреш	м3/ч	584
Количество решёток-дробилок	шт	1
Число прозоров в решетке n		4 584
Ширина решетки B	м	55,00
Ширина щёлевых отверстий b	м	0,006
Толщина стержня д	м	0,006
Скорость протекания воды через прозоры V	м/с	1,2
Глубина воды перед решёткой hут	м	0,00261
Скорость течения в канале перед решёткой v	м/с	1,13
Потери напора в решётке h	м	0,040
Общий подпор htot	м	0,119
Коэффициент, зависящий от формы стержней в		1,83

где - количество решёток, штук.

Потери напора в решётке определяются по формуле:

, м

где - коэффициент, зависящий от формы стержней.

Общий подпор, создаваемый решеткой определяется по формуле:

, м.

Все расчёты сведены в таблицу 8.1.

Тип песколовки подбирается с учетом производительности очистной станции. Расчет песколовок сводится к определению их размеров в зависимости от гидравлической крупности песка и принятого типа сооружения.

Тангенциальные песколовки имеют круглую форму в плане и касательный подвод воды к ним и обеспечивают в песколовках вращательное движение (на периферии вода движется вниз, а в центре - вверх). Оно способствует поддержанию в потоке органических примесей. При этом скорость вращательного движения невелика и не препятствует выпадению песка в осадок. канализация железнодорожный водоотведение станция

Расчет тангенциальных песколовок ведётся по формуле:

, м2

где - число песколовок, штук;

- нагрузка на песколовку, принимается по КМК, м3/м2*час.

Площадь одной песколовки определяется по формуле:

, м2.

Диаметр песколовки определяется по формуле:

, м.

Затем принимаем сортаментный диаметр.

Высота отстоенной части песколовки определяется по формуле:

, м

где - сортаментный диаметр, м.

Высота конусной части определяется по формуле:

, м.

Объём конусной части определяется по формуле:

, м3.

Суточный объём осадка определяется по формуле:

, м3

где - приведённое число жителей по концентрации взвешенных веществ, чел.

Время заполнения определяется по формуле:

, сут.

Все расчёты сведены в таблицу 8.2.

Таблица 8.2 Расчёт тангенциальной песколовки

Производительность Qмакс.час	м3/час	18,7
Нагрузка песколовки q	м3/м2*час	110
Площадь песколовок F	м2	619,58
Число песколовок n	шт	1,30
Площадь песколовки F1	м2	5,6
Диаметр песколовки D	м	2
Сортаментный диаметр Dсорт	м	2,82
Высота отстоенной части h1	м	1,89
Высота конусной части h2	м	2
Объём конусной части V	м3	6,28
Суточный объём осадка Vmud	м3	1,0
Время заполнения t	сут	0,28

Расчет песковых бункеров

В песколовках стенки песковых бункеров выполнены под углом 60° к горизонту для обеспечения сползания осадка при его откачке, которая осуществляется гидроэлеваторами. Бункеры для накопления осадка расположены в начале сооружения, где выпадает его наибольшее количество. Откачка осадка из бункеров производится гидроэлеватором. Предварительно осадок в бункерах взмучивается.

Количество осадка в сутки равен суточному объёму осадка.

, м3/сут.

Вместимость бункеров определяется по формуле:

, м3

где - время хранения песка, сут.

Диаметр бункера определяется по формуле:

, м

где - высота бункера, м;

- количество бункеров, шт.

Принимается сортаментный диаметр песковых бункеров.

Все расчёты сведены в таблицу 8.3.

Таблица 8.3 Расчёт песковых бункеров

Количество осадка в сутки V	м3/cут	1,39
Вместимость бункеров V бун	м3	4,16
Время хранения песка t	сут	3
Высота бункера Н	м	2,50
Число бункеров n	шт	2
Диаметр бункера D	м	1,78
Сортаментный диаметр Dсорт	м	2

Выбор и расчет первичных отстойников

Для улавливания из сточных вод нерастворённых загрязнений применены отстойники непрерывного действия. Первичные отстойники служат для предварительного осветления сточных вод, поступающих на биологическую очистку.

Радиальные отстойники представляют собой круглые в плане резервуары, в которых сточная вода подается в центр отстойника и движется радиально от центра к периферии. Взвешенные вещества, выпадающие в осадок из движущегося потока осветляемой воды, перемещаются в иловый приямок скребками, размещёнными на вращающейся ферме.

Расчёт радиальных отстойников начинается с определения гидравлической крупности:

,

где Hset - глубина проточной части отстойника, м;

Kset - коэффициент использования вместимости проточной части;

tset - продолжительность отстаивания, принимаемая в зависимости от концентрации взвешенных веществ и заданного эффекта очистки по взвешенным веществам, сек.;

h1 = 500 мм.- величина слоя в лабораторном цилиндре;

n2 - показатель степени, зависящий от концентрации взвешенных веществ и эффекта отстаивания (эффект отстаивания 50%), определяется по графику.

Продолжительность отстаивания tset сточных вод определяется по таблице [7].

Принимаем типовой диаметр первичного радиального отстойника.

Производительность одного отстойника определяется по формуле:

, м3/час

где - сортаментный диаметр отстойника, м;

- диаметр впускного устройства, м;

- турбулентная скорость, мм/с.

Количество отстойников определяется по формуле:

, шт.

Количество осадка определяется по формуле:

, мі/ч

где - количество взвешенных веществ в отстойнике, мг/л;

- количество взвешенных веществ после отстойника, мг/л;

- влажность осадка, %;

- плотность осадка, г/смі.

Общее количество осадка определяется по формуле:

, м3.

Все расчёты сведены в таблицу 8.4.

Таблица 8.4.

Выбор и расчёт первичных отстойников
Наименование	Ед.изм.	Радиальные
Определение гидравлической крупности u0	мм/с	0,57
Эффект осветления	%	50,00
Глубина проточной части Hset	м	3,1
Коэф. использования проточ. части отстойника Kset		0,45
Продолжительность отставивания tset	сек	1901,37
Показатель степени n2		0,25
Скорость рабочего потока vset	мм/с	10
диаметр отстойника Dset	м	18
диаметр впуск. Устройства den	м	1,9
Турбулентная составляющая vtb	мм/с	0,05
Производительность одного отстойника qset	мі/ч	208,9
Количество отстойников n	шт	3,0
Количество осадка Qmud	мі/ч	1,7
Общее количество осадка	м3	6,81
Количество взвешенных веществ в отстойнике Cen	мг/л	271,84
Количество взвешенных веществ после отстойника Ceх	мг/л	120,82
Плотность осадка гmud	г/смі	1,1
Влажность осадка Pmud	%	95

8.2 Расчет преаэраторов

Предварительная аэрация в отдельных сооружениях (преаэраторах) имеет один недостаток: когда жидкость протекает от преаэратора к отстойнику, образовавшиеся в ней хлопья вновь разрушаются. Поэтому в НИИ АКХ разработаны специальные сооружения на базе вертикальных отстойников - биокоагуляторы. Они применяются как на станциях с аэротенками, так и на станциях с биофильтрами.

Основная часть биокоагулятора - центральная камера, или зона аэрации. В эту зону сточная вода с добавленным в нее активным илом или биопленкой попадает, как обычно, протекая сначала по центральной трубе сверху вниз, и отражается от щита. В центральную камеру подается воздух в количестве 5 м3 на 1 м3 сточных вод через фильтросные пластины или дырчатые трубы. В результате этого в центральной камере происходит флокуляция, биокоагуляция и сорбция загрязнений.

Из центральной камеры вода по циркуляционным карманам попадает в отстойную часть, где она медленно течет снизу вверх и происходит выпадение активного ила (или биопленки) вместе с загрязнениями. В нижней части биокоагулятора вода протекает через слой осевшей взвеси (осадка), что способствует сорбции загрязнений. Продолжительность аэрации 20 мин, количество добавляемого активного ила 50...100%, биопленки - 100% от его избыточного количества. Биопленку предварительно подвергают регенерации в специальных регенераторах в течение 24 ч. Регенерация, как обычно, осуществляется продувкой воздухом.

Увеличение эффекта задержания взвешенных веществ и снижения БПК20 составляет 20...25% по сравнению с вертикальными отстойниками.

Расчет биокоагулятора

Предварительно рассчитываются вертикальные отстойники, определяется их число no, диаметр Ds и площадь зеркала:

.

Объем центральной камеры одного биокоагулятора, м3, вычисляется по формуле, исходя из времени пребывания в ней воды tп = 20 мин = = 0,33 ч

,

где	qw-	общий расход сточных вод, м3/ч;
	nб -	число отстойников, переоборудованных в биокоагуляторы.

Площадь зеркала центральной камеры одного биокоагулятора, м2,

,

где	hк -	высота камеры, м; обычно принимается hк = 4,5 м.

Площадь циркуляционных карманов, м2,

Fц.к = 0,2Fк.

Площадь зеркала, м2, отстойной части одного отстойника

Fo = F - Fк.

_{Гидравлическая нагрузка на зону отстаивания}

м3/(м2·ч).

Расчет сооружений биологической очистки

Расчёт аэротенков

Аэротенки применены для неполной биологической очистки сточных вод. Аэротенки представляют собой резервуары, в которых очищаемая сточная вода и активный ил насыщаются воздухом и перемешиваются.

Сточные воды поступают в аэротенки после сооружений механической очистки. Так как концентрация взвешенных веществ в них равна 252,08 мг/л, принимаем аэротенк-вытеснитель с регенерацией активного ила.

Расчёт аэротенка-реактора без регенерации активного ила

Основным в расчётах аэротенков любых типов является определение периода аэрации:

Время пребывания.

tatv =

где аi - доза ила, для аэротенков - вытеснителей принимается мг/л

- коэффициент игибирования продуктами распада активного ила max- максимальная скорость окисления.,

Со2 - концентрация растворенного кислорода (2-3мг/л)

Кl - константа свойств органических загрязняющих веществ мг БПКпол/л

Ко2 - константа влияния кислорода мг Ог/л.

Len - начальная БПК

Lex - конечная БПК с учётом степени очистки, но не менее 15мг/л

Lmix - БПК, определяемая с учётом разбавления рециркуляционным расходом

Lmix=

ai - доза ила: для аэротенка-смесителя без регенератора -3г/л

для аэротенка-смесителя с регенератором-2 - 3.5г/л.

для аэротенка- вытеснителя без регенератора-3-5 г/л

для аэротенка-вытеснителя с регенератором-3.5:4.5

где

Ri =

но не менее 0,3

К- коэффициент, учитывающий продольное перемешивание

Ji- величина илового индекса. Определяется экспериментально при разбавлении иловой смеси до 1г/л в зависимости от нагрузки на ил. Иловый индекс равен объёму в мл, занимаемому 1г сухого вещества активного ила через 30 мин отстаивания в цилиндре. Сначала принимается по аналогу.

Скорость окисления

=max

Количество рециркулирующего ила в аэротенках:

Q=qwRi

qw - средний расход сточных вод за время аэрации в часы мах притока.

qw= Qmax.1+ Qmax.2 +Qmax.3/3

Нагрузка на ил:

qi=

Прирост активного ила:

Рi=0.8Сcdp + KgLen

где Сcdp - концентрация взвешенных веществ после механической очистки.

Кg - коэффициент прироста ила.

2) удельный расход воздуха:

qair=

- удельный расход воздуха в мг/на 1мг снятой БПК;

К1 - коэффициент, учитывающий принятый тип аэратора;

К2 - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора;

КT - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод:

КT = 1 + 0,02(Tw- 20);

К3 - коэффициент качества воды;

Сa - растворимость кислорода воздуха;

Сa =1+

Вместимость аэротенка

Watm = qw*tatm

Интенсивность аэрации

Ia =

Все расчёты сведены в таблицу 8.5.

Аэротенк-реактор без регенирации ила
Время пребывания.	t	ч	4,16
БПК поступающих сточных вод	Len		268,19
БПК очищенных сточных вод	Lex		26,82
Доза ила	аi	мг/л	3,00
Зольность ила	s		0,30
Скорость окисления	с	мг/ч*л	27,62
Максимальная скорость окисления	смах	мг/ч*л	85,00
Концентрация растворенного кислорода	С0	мг/л	2,00
Константа	Ki	БПКполн/л	33,00
Константа	K0	O2/л	0,63
Коэффицент ингибирования	ц	л/г	0,07
Вместимость аэротенка	Wat	м3	2 557,38
Средний макс. расход сточных вод за время аэрации в часы мах притока.	qw	м3/ч	614,65
Иловый индекс	Ji	см3/г	130,00
Нагрузка на ил	q1		662,98
Количество	na		4,00
Общее количество	n		6,00
Глубина	Ha	м	3,20
Обьем 1-го отделения	W1	м3	639,34
Площадь	S1	м2	199,80
Ширина	B	м	9,00
Длина	L	м	22,20
Принимается 2 аэротенка-отстойника 2-х коридорный, объемом 648м3 длиной 22,5м, шириной 9м и глубиной 3,2м.
Диаметр	D	м	15,95
Сортаментный диаметр	D1	м	15,00
Степень рециркуляции ила	Ri		0,639
Прирост активного ила	P1	мг/л	123,98
Процент циркулирующего ила	П	%	11,11
Cen после механической очистки	Сcdp	мг/л	120,82
Количество избыточного ила	qi	т/сут	76,20	73,9828082	3,082617
Расход циркуляционного ила	qс	м3/сут	68,29
Общий расход ила		м3/ч	144,50
Удельный расход воздуха	qair		9,81	8,57	6,52
Удельный расход кислорода воздуха	qo		0,90	0,90	0,90
Площадь аэрируемой зоны,	far		211,95	423,90	635,85
Площадь аэротенка,	fat		3179,25	3179,25	3179,25
Соотношение far/fat			0,07	0,13	0,20
Глубина погружения аэраторов	ha		5,00	5,00	8,00
Коэффициент, учитывающий тип аэратора	K1		1,38	1,54	1,68
Коэффициент, зависящий от глубины погружения аэраторов	K2		2,92	2,92	2,92
Коэффициент качества воды	К3		0,59	0,61	0,64
Коэффициент, учитывающий температуру сточных вод	KT		0,96	0,96	0,96
Среднемесячная температура воды за летний период	Тw	°C	18,00	18,00	18,00
Растворимость кислорода в воде	Ca	мг/л	11,68	11,68	13,05
Растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления	Cт	мг/л	9,40	9,40	9,40
Поправка на атмосферное давление	Ст		8,91	8,91	8,91
Средняя концентрация кислорода в аэротенке	Со	мг/л	2,00	2,00	2,00
Интенсивность аэрации	Ia	м3/(м2*ч)	11,79	10,30	12,54
Производительность аэратора по кислороду,	Qma	кг/ч	0,16	0,16	0,16
Число аэраторов для аэротенков	Nma	шт	1728,86

8.3 Доочистка сточных вод

Расчёт биологических прудов

Для предотвращения загрязнения окружающей среды бытовые сточные воды в настоящее время, как правило, последовательно подвергаются механической и биологической очистке. После полной биологической очистки на аэротенках-вытеснителях сточные воды имеют БПКполн 25 мг/л. Указанная степень очистки недостаточна для сброса в реку Чирчик сточных вод.

После биологической очистки применяется дополнительная, более глубокая очистка воды, или доочистка.

Основными задачами доочистки сточных вод являются, кроме снижения величины БПК и содержания взвешенных веществ, также уменьшение концентрации поверхностно - активных веществ, фосфора, азота трудноокисляемых и токсичных примесей, обеззараживание сточных вод и при возможности дополнительное их насыщение кислородом.

В качестве метода доочистки воды применены дополнительное отстаивание в биологических прудах.

Процессы удаления из воды в прудах остаточных загрязнений основаны, так же как и в водных объектах, на принципах самоочищения. Окисление органических соединений здесь происходит в результате жизнедеятельности аэробных бактерий в присутствии кислорода, содержащегося в воде. Дополнительное отстаивание в прудах способствует выпадению оставшихся частичек активного ила и взвешенных веществ.

Главное достоинство биологических прудов - простота их устройства и эксплуатации.

Запроектированы двухступенчатые биологические пруды с естественной аэрацией. В биологических прудах с естественной аэрацией воздух в воде растворяется через зеркальную поверхность.

Каждая ступень очищает 60%.

Время пребывания сточной воды в I ступени определяется по формуле:

, сут

где - коэффициент объёмного использования;

- коэффициент неконсервативности для I ступени;

- БПКполн воды, поступающей в биопруды, мг/л;

- БПКполн после 1 ступени, мг/л.

Время пребывания сточной воды во II ступени определяется по формуле:

, сут

где - БПКполн, обусловленная вторичным загрязнением, мг/л.

Все расчёты рассчитаны на зимний и летний периоды.

За расчётный принят зимний период.

Объём каждой ступени пруда определяется по формуле:

, м3.

Все расчёты произведены на каждую ступень.

Площадь первой ступени пруда рассчитывается на зимний и летний периоды и определяется по формуле:

, м2.

За расчётный период принимаем наибольшую площадь.

Площадь одного пруда определяется по формуле:

, м2

где - количество прудов, штук.

Ширина первой ступени определяется по формуле:

, м.

Длина первой ступени определяется по формуле:

, м.

Площадь второй ступени пруда рассчитывается на зимний и летний периоды и определяется по формуле:

, м2.

За расчётный период принимаем наибольшую площадь.

Площадь одного пруда и длина определяются аналогично первой ступени. Ширина принимается как у первой ступени.

Максимальная глубина каждой ступени определяется по формуле:

, м.

Уточнённая площадь каждой ступени биологических прудов определяется по формуле:

, м2

где - принятая глубина, м.

Площадь одного пруда каждой ступени определяется по формуле:

, м2.

где - количество секций, штук.

Площадь каждой секции каждой ступени определяется по формуле:

, м2.

Ширина каждой ступени принимается, а длина определяется по формуле:

, м

где - принятая ширина, м.

Все расчёты сведены в таблицу 8.7.

Таблица 8.7 Расчёт биологических прудов

1	Средняя температура сточных вод летом Tл	С0	23,00
2	Средняя температура сточных вод зимой Tз	С0	0
3	БПКполн. Поступающих сточных вод La	мг/л.	26,82
4	Коэффициент объёмного использования б		0,8
5	Коэффициент неконсервативности веществ первой ступени KТ лето		0,08
6	Коэффициент неконсервативности веществ первой ступени KТ зима		0,02
7	Определение продолжительности пребывания сточных вод в первой ступени t1л	сут	6,15
8	Определение продолжительности пребывания сточных вод в первой ступени t1з	сут	23,37
9	БПКполн. после первой ступени L1	мг/л.	8,05
10	БПКполн. после второй ступени L2	мг/л.	3,22
11	Внутриводоемными процессами Lг для летнего периода	мг/л.	3,00
12	Внутриводоемными процессами Lг для зимнего периода	мг/л.	2,00
13	Коэффициент неконсервативности веществ второй ступени KТ лето		0,069
14	Коэффициент неконсервативности веществ второй ступени KТ зима		0,024
15	Определение продолжительности пребывания сточных вод во второй ступени t1л	сут	24,76
16	Определение продолжительности пребывания сточных вод во второй ступени t1з	сут	36,32
17	Объём первой ступени V1		241 210,69
18	Объём второй ступени V2		255 530,65
19	Растворимость кислорода летоCт	мг/л.	8,56
20	Растворимость кислорода зима Cт	мг/л.	9,20
21	площадь первой ступени биологических прудов F1л	м2	36 425,88
22	площадь первой ступени биологических прудов F1з	м2	35 669,37
23	площадь второй ступени биологических прудов F2л	м2	9 366,65
24	площадь второй ступени биологических прудов F2з	м2	414,65
25	Расчётная глубина биологичеких прудов первой ступени H1	м	6,622
26	Расчётная глубина биологичеких прудов первой ступени H2	м	27,281
27	Принятая глубина I ступени	м	4,5
28	Принятая глубина II ступени	м	4,5
29	Уточнёная площадь первой ступени биологических прудов F1	м2	53 602,38
30	Уточнённая площадь второй ступени биологических прудов F2	м2	56 784,59
31	Число секций		2,00
32	Площадь секции первой ступени	м2	26 801,19
33	Площадь секции второй ступени	м2	28 392,29
34	Длина первой секции	м	284
35	Ширина первой секции	м	95
36	Длина второй секции	м	300
37	Ширина второй секции	м	95

8.4 Обеззараживание сточных вод

Хлорирование

Установка для хлорирования газообразным хлором имеет хлораторную, смеситель и контактный резервуар. Хлораторная состоит из склада хлора, хлордозаторной, насосной и вспомогательных помещений.

Расход хлора за 1 час при максимальном расходе определяется по формуле:

, кг/час

где - доза хлора, мг/л.

Расход хлора в сутки определяется по формуле:

, кг/сут.

Количество баллонов определяется по формуле:

, шт

где - выход из одного баллона, кг/ч.

В баллонах доставляется жидкий хлор. Жидкий хлор подаётся в баллон-испаритель. Подача газообразного хлора из одного баллона 0,7 кг/ч.

Все расчёты сведены в таблицу 8.8.

Таблица 8.8 Хлораторная

№	Наименование	Ед.изм.	Расчёт
1	Средний секундный расход воды на очистную станцию qср	мі/сек	0,12
2	Максимальный часовой расход	мі/час	619,58
3	Доза хлора для дезинфекции вод Дхл	г/мі	3
4	Расход хлора за 1 ч при макс. расходе qхл	кг/ч	1,86
5	Расход хлора в сутки qхл сут.	кг/сут	0,7
6	Выход из одного баллона	кг/ч	2,66
7	Количество баллонов	шт	0,4
8	Норма водопотребления на 1 кг хлора qв	мі	0,62
9	Расход технической воды	мі/час	0,74
	принимается производительностью 4кг/час

Расчёт смесителя.

В качестве смесителя применён «лоток Паршаля». Принимается типовой смеситель исходя из пропускной способности.

Все расчёты сведены в таблицу 8.9.

Таблица 8.9

Смеситель лоток Паршаля
1	Ширина горловины	мм	500
2	Ширина подводящего лотка В	м	0,6
3	Длина лотка L	м	6,1
4	Общая длина смесителя L1	м	13,63
5	Потери напора h	м	0,2

Контактный резервуар.

Контактный резервуар предназначен для обеспечения расчётной продолжительности контакта очищенных сточных вод с хлором.

Объем резервуаров определяется по формуле:

, м3

где- продолжительность контакта хлора со сточной водой, мин.

Длина резервуара определяется по формуле:

, м.

Площадь поперечного сечения определяется по формуле:

, м.

Принимаем типовой контактный резервуар исходя из пропускной способности.

Фактический объём определяется по формуле:

, м3

где- глубина секции, м;

- ширина секции, м;

- длина секции, м.

Фактическая продолжительность контакта воды с хлором в час максимального притока воды определяется по формуле:

, мин.

Количество воздуха определяется по формуле:

, м3/час.

Все расчёты сведены в таблицу 8.10.

Таблица 8.10.

Контактный резервуар
1	Объем резервуаров Vк.р	мі	309,788
2	Продолжительность контакта хлора со сточной водой	мин.	30
3	Скорость движения сточных вод в контактных резервуарах V	мм/м	10
4	Длина резервуара L	м	18
5	Количество секций	шт	1,02
6	Площадь поперечного сечения щ	м2	17,21
Типовой контакный резервуар
1	Глубина секции Н	м	2,8
2	Ширина секции b	м	6
3	Длина секции	м	18
4	Число коридоров n	шт	2
5	Фактический объём	м3	302,4
6	Фактическая продолжительность контакта воды с хлором в час максимального притока воды	мин.	117,14
7	Количество воздуха	мі/час	151,2

8.5 Сооружения для обработки осадков

Метантенки

Метантенки применяются для сбраживания органического осадка из отстойников и избыточного активного ила в анаэробных условиях. Сначала работают анаэробные в основном афтотрофные бактерии, которые в результате хемосинтеза выделяют кислород, а затем происходит процесс метанового брожения с выделение газа метан. Сбраживание может происходить при температуре 350С ( мезофильный режим) и температуре 530С ( термофильный режим). Осадок, сброженный при мезофильном режиме удовлетворительно отдает воду (обезвоживается), но в нем могут сохраниться яйца гельминтов. Осадок, сброженный при термофильном режиме очень плохо обезвоживается, но обеззаражен.

Метантенки представляют собой два резервуара, между которыми расположена встроенная насосная станция. Насосами смесь ила и осадка подается наверх резервуара. Под действиеь гидростатического давления осадок сбраживаясь опускается вниз и выдавливается в дюкер, идущий на иловые площадки. В верхней части метантенка расположен газовый колпак для сбора газа, который затем отводится в специальные герметические металлические емкости - газголдеры, а оттуда на нужды станции очистки в котельную.

Расчет метантенков

Расчетметантенковначинается с определения следующих параметров:

1. Количество осадка из первичных отстойников по сухому веществу

Мmud = (т)

Где К = 1.1-1.2 коэффициент, учитывающий увеличение количества осадка за счет крупных фракций,

Э - эффект механической очистки - 0.6.

2. Количество избыточного активного ила по сухому веществу

Мa.mud = Qw (т)

3. Общее количество осадка и ила по сухому веществу

Мtot = Мmud + Мa.mud(т)

4. Количество абсолютно сухого беззольного вещества в осадке

Msmud = (т)

5. Количество абсолютно сухого беззольного вещества в иле

Msa.mud = (т)

, - гигроскопическая влажность соответственно 5% и 6%, smud, sa.mud - зольность абсолютно сухого вещества сырого осадка и ила, соответсвенно 25% и 27%;

6. Общее количество осадка и ила по абсолютно сухому беззольному веществу

(т)

7. Объем сырого осадка

Wmud = (м3/сут);

8. Объем избыточного активного ила

Wa.mud = (м3/сут)

Где pmud - влажность сырого осадка( 93-95%),

Pa.mud - влажность ила ( неуплотненного - 98%-99%, уплотненного -

- 97%- 96%)

mud, a.mud - плотность сырого осадка и активного или, соответственно

1.08 т/м3 и 1.03 т/м3;

9. Общий объем осадка и избыточного активного ила

Wtot = Wmud + Wa.mud (м3/сут);

10. Средняя влажность смеси в %

pmix =

После этого выполняются расчеты метантенков или аэробных стабилизаторов. Для дальнейшего расчета метантенков выбирается режим работы, а затем по нему и средней влажности смеси определяются суточная доза загружаемого осадка в % Dmt и коэффициент Kr. Далее расчитываются:

1. Необходимая вместимость метантенков

Vmt= ;

2. Распад беззольного вещества в %

Rr = Rlim - KrDmt, гдеRlim= ,

Rmud= 53% - для осадка ,

Ra.mus = 44% - для избыточного активного ила;

3. Количество распавшегося беззольного вещества

Gtot = (т) ;

4. суточный массовый выход газа при его объемной массе 1 кг/м3 и принимаемый объем газгольдеров, которых должно быть не менее 2-х

Gg = Gtot*mv.g (м3/сут) ;Vg = (м3)

Все расчеты сведены в таблицу 8. 11

Таблица Расчет метантенков

1	Количество осадка из первичных отстойников по сухому веществу Мmud	т/сут	2,24
2	Коэффициент, учитывающий увеличение количества осадка за счет крупных фракций К		1,2
3	Эффект механической очистки Э		0,6
4	Количество избыточного активного ила по сухому веществу Мa.mud	т	1,93
5	Общее количество осадка и ила по сухому веществу Мtot		4,18
6	Гигроскопическая влажность pg, pg'	%	5
7	smud, sa.mud - зольность абсолютно сухого вещества сырого осадка и ила	%	25
8	Количество абсолютно сухого беззольного вещества в осадке Msmud	т	1,60
9	Количество абсолютно сухого беззольного вещества в иле Msa.mud	т	1,38
10	Общее количество осадка и ила по абсолютно сухому беззольному веществу Mstot		2,98
11	pmud - влажность сырого осадка	%	95
12	Pa.mud - влажность ила	%	98
13	сmud, сa.mud Плотность сырого осадка и активного ила	т/м3	1,1
14	Объем сырого осадка Wmud	м3/сут	29,08
15	Объем избыточного активного ила Wa.mud	м3/сут	62,58
16	Общий объем осадка и избыточного активного ила Wtot	м3/сут	91,66
17	Средняя влажность смеси pmix	%	96,75

Газгольдеры

При сбраживании осадков в метантенках образуется газ, состоящий в основном из метана (60...67% метана, 30...33% углекислоты, 1...2% водорода, около 0,5% азота). Этот газ должен использоваться в теплоэнергетическом хозяйстве очистной станции и близрасположенных объектов.

Учитывая неравномерность выхода газа из метантенков, в целях его сбора, хранения и максимального использования, а также для регулирования давления в газовой сети и в метантенках на очистных станциях следует предусматривать мокрые газгольдеры. Объем газгольдеров рассчитывается исходя из 2-4-часового выхода газа. Давление газа под колпаком газгольдера принимается 0,0015...0,0025 МПа (150...250 мм вод. ст.).

Число газгольдеров обычно принимается не менее двух (оба рабочие).

Устанавливают газгольдеры обычно на тупиковых ответвлениях газовой сети. Расстояние от газгольдера до котельной и других помещений должно быть не менее 30 м и не менее высоты дымовой трубы, до внутриплощадочных дорог - не менее 20 м.

Для отвода газа из метантенков в газгольдеры и для подачи его из газгольдеров в котельную на очистной станции прокладывается газовая сеть. Для подачи воды в мокрые газгольдеры к ним прокладывают водопровод, для обогрева газгольдеров - паропровод.

Газопроводы рассчитывают как обычные тупиковые газовые сети исходя из расхода газа, выходящего из метантенков. При расчете газопроводов учитывают потери напора по длине трубопроводов и на местные сопротивления; при назначении диаметров газопроводов скорости в них назначают не более 10 м/с. При определении расхода газа в газопроводах следует учитывать коэффициент неравномерности выхода газа из метантенков, величина которого принимается 1,5…2.

Таблица Расчет метантенка и газгольдера

1	Необходимая вместимость метантенков	м3	1078,3
2	Суточная доза загружаемого осадка	%	8,5
3	Распад беззольного вещества Rr	%	68,3
4	Rlim		73,8
5	Rmud для осадка	%	53
6	Количество распавшегося беззольного вещества Gtot	т	2,03
7	Суточный массовый выход газа Gg	м3/сут	2,17
8	принимаемый объем газгольдеров Vg	м3	0,36
Принимаем два метантенка по 500 м3, верхний конус 1,45 м, цилидрической части 5м, нижнего конуса 1,7, Строительный обьем 652 м3
Принимаем 2 газгольдера

9. ВЫСОТНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ СООРУЖЕНИЙ ПО «ВОДЕ»

При высотном расположении очистных сооружений учитываются расчетные потери напора в сооружениях, соединительных коммуникациях и измерительных устройствах. Так как длина коммуникаций очистных станций сравнительно невелика, то потери напора на местные сопротивления в них значительно превышают потери напора по длине лотков и труб. Суммарные потери напора на расчетных участках определяются по формуле:

, м.

Потери напора в самих очистных сооружениях находятся расчетом. Размеры лотков и трубопроводов на территории очистной станции определены гидравлическим расчетом из условия пропуска максимального секундного расхода с коэффициентом 1.4. Распределительные лотки на очистных станциях приняты прямоугольного сечения. Наполнение напорных трубопроводов, транспортирующих илы и осадки, принимается полным.

Сопряжение труб и лотков при гидравлическом расчете высотного положения очистных сооружений следует производить «по воде».

Гидравлический расчет сооружений на очистных станциях с аэротенками рекомендуется начинать с определения положения аэротенков. Аэротенки расположены наполовину заглубленными в грунт - этим определяется отметка воды в них. Отметки остальных сооружений определяются расчетом в зависимости от отметки воды в аэротенке.

Все расчёты сведены в таблицу 9.1.

Исходя из этих расчётов составлена высотная схема очистных сооружений «по воде».

10. РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ

В процессах механической и биологической очистки сточных вод на очистных сооружениях образуются различного вида осадки, содержащие органические и минеральные компоненты.

Степень распада органического вещества при аэробной стабилизации значительно меньше, чем при анаэробных процессах, но оставшаяся часть достаточно стабильна. После аэробной стабилизации осадки уплотняются в улоуплотнителях.

10.1 Расчёт количества осадка

Количество избыточного активного ила по сухому веществу определяется по формуле:

, т/сут

где - эффект механической очистки.

Количество осадка из первичных отстойников по сухому веществу определяется по формуле:

, т/сут.

Общее количество осадка и ила по сухому веществу определяется по формуле:

, т/сут.

Количество абсолютно сухого беззольного вещества в осад...