Проект системы водоотведения поселка Залесье Ярославской области

Холодные цеха

Горячие цеха

%

м3

%

м3

%

м3

%

м3

%

м3

%

м3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

8-9

7,50

28,4

12,50

2,5

12,5

0,1

12,5

0,125

100

1,3

7,39

29,7

9-10

7,50

28,4

10,21

2,04

6,25

0,05

7,5

0,07

-

-

7,27

29,29

10-11

7,50

28,4

10,21

2,04

6,25

0,05

7,5

0,07

-

-

7,27

29,29

11-12

6,40

24,2

26,25

5,25

6,25

0,05

7,5

0,07

-

-

7,02

28,29

12-13

3,70

14,02

10,21

2,04

18,75

0,15

18,75

0,18

-

-

3,86

15,5

13-14

3,70

14,02

10,21

2,04

6,25

0,05

7,5

0,07

-

-

3,83

15,4

14-15

4,00

15,16

10,21

2,04

6,25

0,05

7,5

0,07

-

-

4,10

16,5

15-16

5,70

21,6

10,20

2,04

37,5

0,3

31,25

0,31

-

-

5,69

22,93

16-17

6,30

23,80

12,50

2,5

12,5

0,1

12,5

0,125

100

1,3

6,29

25,34

17-18

6,30

23,80

10,21

2,04

6,25

0,05

7,5

0,07

-

-

6,18

24,9

18-19

6,30

23,80

10,21

2,04

6,25

0,05

7,5

0,07

-

-

6,18

24,9

19-20

5,25

19,8

26,25

5,25

6,25

0,05

7,5

0,07

-

-

5,97

24,05

20-21

3,40

12,8

10,21

2,04

18,75

0,15

18,75

0,18

-

-

3,56

14,3

21-22

2,20

8,33

10,21

2,04

6,25

0,05

7,5

0,07

-

-

2,47

9,9

22-23

1,25

4,7

10,21

2,04

6,25

0,05

7,5

0,07

-

-

1,61

6,48

23-24

1,25

4,7

10,20

2,04

37,5

0,3

31,25

0,31

-

-

1,63

6,50

0-1

1,25

4,7

-

-

-

-

-

-

-

-

1,13

4,55

1-2

1,25

4,7

-

-

-

-

-

-

-

-

1,13

4,55

2-3

1,25

4,7

-

-

-

-

-

-

-

-

1,13

4,55

3-4

1,25

4,7

-

-

-

-

-

-

-

-

1,13

4,55

4-5

1,25

4,7

-

-

-

-

-

-

-

-

1,13

4,55

5-6

3,30

12,5

-

-

-

-

-

-

-

-

2,99

12,05

6-7

5,00

18,9

-

-

-

-

-

-

-

-

4,53

18,2

7-8

7,20

27,2

-

-

-

-

-

-

-

-

6,52

26,27

всего:

100

379,3

100

20

100

0,81

100

1

100

2,6

100

403,72

tcon= 5 мин.

tcan - то же, по уличным лоткам до дождеприемника, мин.;

, мин,

где lcan - длина лотка, м;

Qcan - расчетная скорость движения воды по лоткам, м/с.;

tp - продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рассчитываемого сечения, мин, определяемая по формуле:

, мин ,

где lp - длина расчетных участков коллектора, м;

Vp - расчетная скорость течения на участке, при полном наполнении труб, м/с.

Расчетный расход дождевых вод, л/с, для гидравлического расчета сетей определяем по формуле:



, л/с,

где - коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети в момент возникновения напорного режима.

Среднегодовой объем поверхностных сточных вод

Расчет годового объема стока с территории поселка выполнен по методике [11]. Среднегодовой объем дождевых (W?), м3, вод, стекающих с территории поселка, определяется по формуле:

, м3/год,

где F - общая площадь стока, га;

h? - слой осадков, мм, за теплый период года (апрель - октябрь), определяется по таблице 2 [5].

где - общий коэффициент стока дождевых вод, определяется по п.5.1.3 - 5.1.4 [11].

д1= 0,8 - для кровли и асфальтобетонных покрытий ;

д2= 0,1 - для газонов;

h? = 413 мм; F= 46 га

м3/год

Wд=461,6 м3/сут

Среднегодовой объем талых вод, стекающих с территории поселка, определяется по формуле:

, м3/год,

где F - общая площадь стока, га;

hm - слой осадков, за холодный период года (ноябрь - март), определяют общее годовое количество талых вод или запас воды в снежном покрове к началу снеготаяния, мм, определяется по таблице 1 [5];

m - общий коэффициент стока талых вод [11].

hm = 194 мм

m= 0,7

м3/год.

Wm= 413,7 м3/сут.

Снеготаяние в поселке Залесье продолжается в среднем 7 суток, тогда среднесуточный расход составит:

Wm.ср.с.= 62468 : 7 = 8924 м3/сут.

При таянии в течение 10 часов расчетный часовой расход составит:

Wm.ср.ч.= 8924 : 10 = 892,4 м3/сут.

Общее годовое количество поливомоечных вод, стекающих с территории поселка, определяется по формуле:

, м3/год,



где m - удельный расход воды на мойку дорожных покрытий (как правило, принимается 1,2-1,5 л/м2 на одну мойку);

k - среднее количество моек в году (для средней полосы России составляет около 150);

Fm - площадь твердых покрытий , подвергающихся мойке, га;

п - коэффициент стока для поливомоечных вод (принимается равным 0,5)

м3/год

Общий годовой расход дождевых, талых и поливомоечных вод:

, м3/год,

где - объем талых вод за год, м3/год

Wгод = 98789,6 + 62468 + 31050 = 192307,6 м3/год

Расчетный объем поверхностных сточных вод, направляемых на очистку через разделительную камеру № 3

Объем дождевого стока от расчетного дождя Wоч, м3, отводимого на очистные сооружения с селитебных территорий и площадок предприятий определяется по формуле:

, м3/сут,

где hа - максимальный слой осадков за дождь, сток от которого подвергается очистке в полном объеме, мм; шmid - средний коэффициент стока для расчетного дождя; F - общая площадь стока, га;



hа = 10 мм

м3/сут.

Объем дождевого стока от расчетного дождя Wоч1, м3, отводимый на локальные очистные сооружения через разделительную камеру №3 (РК-3):

F1 = 14,7 га

м3/сут.

Wоч1=13,6 л/с

Максимальный суточный объем талых вод в середине периода снеготаяния, отводимых на очистные сооружения с селитебных территорий и промышленных предприятий, определяется по формуле:

,м3/сут., (3.34)

где m - общий коэффициент стока талых вод (принимается 0,5 - 0,7);

Ку - коэффициент, учитывающий частичный вывоз и уборку снега, определяется по формуле:

,

где Fу - площадь, очищаемая от снега, га;

hс - слой талых вод за 10 дневных часов, мм. Принимается в зависимости от расположения объекта.

hс = 20 мм



м3/сут.

Максимальный суточный объем талых вод Wm.сут., м3, в середине периода снеготаяния, отводимый на очистные сооружения с расчетной территории для одного коллектора через РК-3:

м3/сут.

л/с

Для коллектора с номерами колодцев 21 - 32 - РК-3 принимаем очистные сооружения ОПС-15 с производительностью 15 л/с.

3.3 Гидравлический расчет и высотное проектирование водоотводящих сетей хозяйственно-бытовых и ливневых сточных вод

Гидравлический расчет сети заключается в подборе диаметров и уклонов трубопроводов на расчетных участках таким образом, чтобы значения средних скоростей и наполнений соответствовали требованиям таблицы 2 [4].

Высотное проектирование сети основано на расчете величин, необходимых при построении продольного профиля участков сети.

Условия проведения гидравлического расчета и высотного проектирования

Условия проведения гидравлического расчета:

- весь расчетный расход участка поступает в его начало и не меняется по длине расчетного участка;

- движение сточных вод на расчетных участках трубопровода является безнапорным и равномерным;

- диаметры и уклоны участков самотечных сети приняты с учетом требований 5 [4];

- максимально допустимая скорость движения сточных вод для полипропиленовых труб при проведении расчета принята не более 4 м/с согласно п. 5.3 [4];

- скорость движения сточной воды на участке принята не менее скорости движения сточной воды на транзитном участке или участке бокового присоединения. Для участков, переходящих от крутого рельефа к спокойному рельефу, допускается убывание скорости;

- трубопроводы разного диаметра соединяются в колодцах по шелыгам труб, согласно требованиям п. 6.2 [4];

- участки с расходами меньше 10,0 л/с приняты «нерасчетными», при этом диаметры и уклоны труб назначены по минимальному значению, а скорость движения сточных вод и наполнение не рассчитывались;

- максимальная глубина заложения труб в суглинках принята 4 м;

- минимальная глубина заложения труб рассчитана как наибольшая из двух величин:

, м ,

где hпр - нормативная глубина промерзания грунта для данного района, м.

hпр= 1,57 м

, м ,

где а - линейный параметр (для труб диаметром до 500 мм равен 0,3 м).

D - диаметр трубы, м.

м

м

В дипломном проекте минимальная глубина заложения труб принята равной 1,27 м.

Гидравлический расчет бытовой сети с применением ЭВМ

Гидравлический расчет бытовой самотечной сети выполнен с использованием программы SEWERAGE. Гидравлический расчет выполнен с использованием следующих исходных данных:

- расчетный расход на участках сети;

- протяженность участков сети;

- отметки поверхности земли в начале и в конце участков сети;

- нормативная глубина промерзания грунта;

- максимальная глубина заложения труб;

- минимальный диаметр безнапорных труб.

Результаты гидравлического расчета участков закрытой самотечной сети представлены в таблице 3.9.

Для строительства закрытой безнапорной водоотводящей сети хозяйственно-фекальных сточных вод приняты двухслойные полипропиленовые раструбные трубы ПРАГМА PipeLife SN8 ТУ 2248-001-96467180-2008 и ПРАГМА PipeLife SN8 ТУ-2248-005-96467180-2011 с наружным диаметром 250 мм. Длина труб 6,0 м.

Гидравлический расчет дождевой сети с применением ЭВМ

Гидравлический расчет дождевой сети выполнен с использованием программы RAINFALL. Гидравлический расчет выполнен с использованием следующих исходных данных:

– площадь водосбора для участка сети;

- протяженность участков сети;

- отметки поверхности земли в начале и в конце участков сети;

- нормативная глубина промерзания грунта;

- максимальная глубина заложения труб;

- минимальный диаметр безнапорных труб;

- интенсивность 20-минутного дождя;

- количество дождей в году.

Результаты гидравлического расчета участков дождевой сети представлены в таблице 3.10. Для строительства водоотводящей сети дождевых сточных вод приняты полиэтиленовые трубы с двухслойной профилированной стенкой «КОРСИС» SN8 ТУ 2248-001-73011750-2005, а также теплоизолированные трубы «Изокорсис» из полиэтилена для безнапорных труб ТУ2248-006-730117 (на участках, где требуется изоляция от промерзания) с наружным диаметром от 250 мм до 630 мм. Длина труб 6,0 м.

Продольные профили трубопроводов

По результатам гидравлического расчета бытовой самотечной водоотводящей сети поселка построен продольный профиль трубопроводов главного коллектора от узла 10 до ГКНС. Для дождевой сети поселка построен продольный профиль трубопровода по расчетным участкам от узла 21 до В-3 (выпуск в реку).

Для построения продольного профиля приняты следующие масштабы:

- горизонтальный - 1:2000;

- вертикальный - 1:200.

Продольные профили канализации и дождевой сети представлены на листе № 3 графической части проекта.

3.4 Расчет и проектирование сооружений на водоотводящей сети

Канализационные колодцы бытовой самотечной сети

Смотровые колодцы на самотечной канализационной сети предусмотрены:

- в местах присоединений;

- в местах изменения направления, уклонов и диаметров трубопроводов;

- при диаметре труб 250 мм - на расстоянии не более 50 м между смежными колодцами.

Таблица 3.9 Гидравлический расчет участков самотечной канализации при максимальной глубине заложения труб 4,0 м

На трубопроводах диаметром 250 мм диаметры круглых колодцев приняты 1000 мм.

Высота рабочей части глубоких колодцев (от полки до перекрытия), принята равной 1800 мм.



Таблица 3.10 Гидравлический расчет участков дождевой канализации при максимальной глубине заложения труб 4,0 м

Полки лотка смотровых колодцев располагаются на уровне верха трубы большего диаметра.

В рабочей части колодцев предусмотрена установка стационарных навесных стальных лестниц.

Горловины колодцев на сетях канализации приняты диаметром 700 мм.

Люки устанавливаются:

- в одном уровне с поверхностью проезжей части при усовершенствованном покрытии;

- на 50 - 70 мм выше поверхности земли в зеленой зоне;

- на 200 мм выше поверхности земли на незастроенной территории.

При наличии грунтовых вод с расчетным уровнем выше основания колодца необходимо предусмотреть гидроизоляцию дна и стен колодца на 0,5 м выше уровня грунтовых вод.

На основании гидравлического расчета и высотного проектирования по данным узла № 44 рассчитан и запроектирован смотровой колодец. Исходные данные для расчета смотрового колодца:

- узловой колодец с одним боковым присоединением;

- полная глубина заложения по профилю в конце участка трубопровода 43 - 44 составляет 3,51 м;

- наружный диаметр подводящего участка трубопровода 43 - 44 составляет 250 мм;

- грунт суглинок непросадочный;

- нагрузка на крышку люка 250 кН;

- материал колодца - сборный железобетон.

В соответствии с требованиями п.п. 6.3 [4] принято:

- диаметр рабочей камеры колодца - 1000 мм;

- высота рабочей камеры колодца - 1800 мм;

- глубина бетонного набивного лотка - 250 мм.

Полная глубина заложения колодца по профилю равна:

где Н - полная глубина заложения колодца по профилю, мм;

Нл - высота (глубина) лотка, мм;

Нр - высота рабочей камеры, мм;

Нг - высота горловины, мм.

Высота горловины равна:

где 10 - высота слоя цементно-песчаного раствора для монтажа плиты перекрытия рабочей камеры, мм;



В элементы горловины входят:

- два стеновых кольца для горловины КС 7.6;

- чугунный люк по ГОСТ 3634-99, высотой 100 мм;

- опорное кольцо марки КО 6 - 2 шт., высотой 70 мм;

- плита перекрытия марки 1ПП10 - 1 шт., высотой 150 мм.

Все элементы при монтаже устанавливаются на слое цементно-песчаного раствора толщиной 10 мм. Верх крышки люка смотрового колодца находится на одной отметке с покрытием проезжей части дороги.

Для монтажа рабочей камеры используются два стеновых кольца марки КС 10.9 высотой 890 мм. Расчет разделительной камеры № 3 для сети ливневых сточных вод В проекте принимаем разделительную камеру с криволинейным водосливом с одним поворотом. Диаметр подводящего коллектора D1 принимаем по расчетному расходу дождевых вод Qr при полном заполнении. Диаметр отводящего трубопровода D2 рассчитывается на пропуск предельного расхода отводимого на очистку.

Предельный расход находим по формуле:

, л/с,

где Qlim - предельный расход, отводимый на очистку, л/с;

kdiv- коэффициент разделения;

л/с

Расход, сбрасываемый через водослив в водный объект, определяем по формуле:



, л/с, (3.43)

где Qr - расчетный расход дождевых стоков, поступающих в разделительную камеру, л/с

л/с

По расходу подбираем трубопровод на полное заполнение.

Для расхода , л/с, D2 = 400 мм, v2 = 1,03 м/с, i2 = 0.004

Для расхода , л/с , D3 = 450 мм, v3 = 1,06 м/с, i3 = 0.004

Высота гребня водослива:

, м,

где h2 - глубина потока в отводящем трубопроводе, м;

v2 - скорость потока в отводящем трубопроводе, м/с;

- коэффициент сопротивления на входе в трубу ( = 0,5)

м

Расчетный напор над гребнем водослива :

, м, (3.45)

где - глубина воды в подводящем коллекторе, м.



м

Определяем коэффициент расхода:

При Qсбр / Qr > 0,5, m = 0,48

Длину гребня водослива определяем по формуле:

,м, (3.46)

где Н - Расчетный напор над гребнем водослива.

м

При повороте 90° длина водослива составляет:

, м,

где - математическая постоянная и равна 3,14

Тогда радиус поворота R = 1,15 м.

3.5 Главная канализационная насосная станция

Подача главной канализационной насосной станции

Подача сточных вод от главной канализационной насосной станции (ГКНС) на станцию очистки сточных вод равна:



где - коэффициент суточной неравномерности водоотведения.

В соответствии с требованиями п. 8.1 [4] и рекомендациями [12] эксплуатация ГКНС принята по III категория надежности. Данная категория надежности допускает перерыв в подаче сточных вод не более одних суток.

Напор главной канализационной насосной станции

Для подачи сточных вод от ГКНС на станцию очистки сточных вод приняты два напорных трубопровода (один рабочий и один резервный) из полиэтиленовых труб.

Расчетный внутренний диаметр напорного трубопровода равен:

где расчетный внутренний диаметр напорного трубопровода, м;

подача главной канализационной насосной станции, м3/с;

Vэк - экономически обоснованная скорость движения сточной воды в наружном напорном трубопроводе, м/с. Vэк = 1,0 м/с.

Для напорного трубопровода приняты полиэтиленовые трубы ПЭ-100 SDR 26 - 125 x 4,8 [13] .

Потери напора в напорном трубопроводе равны:

где hн.в. - потери напора в напорном трубопроводе, м;

i - потери напора на длине 1 м длины трубопровода;

- длина напорного трубопровода, м.

По таблицам [14] для полиэтиленовых труб с наружным диаметром 125 мм принят гидравлический уклон i = 0,0125 при скорости движения воды 0,97 м/с.

Расчетный напор ГКНС равен:

где Нн.с - расчетный напор ГКНС, м;

- требуемый статический (геометрический) напор, м;

- потери напора в коммуникациях насосной станции, м;

;

- потери напора в напорном трубопроводе, м.

где - отметка подачи сточных вод, м;

- отметка откачки сточной воды из приемного резервуара ГКНС, м.

За отметку подачи сточных вод принята отметка шелыги напорного трубопровода в точке его вывода в приемную камеру (камеру гашения напора) станции очистки сточных вод.

За отметку откачки сточных вод из приемного резервуара ГКНС принята отметка уровня воды в резервуаре, когда происходит автоматическое выключение насоса после откачки сточных вод.

Отметка шелыги напорного трубопровода принята на 1,0 м выше уровня воды в начале открытого канала, выходящего из приемной камеры.

Отметка подачи сточных вод равна:

где - отметка уровня нижних вод проточного водоема, м;

- потери напора на сооружениях станции очистки сточных вод, м;

- потери напора в коммуникациях очистной станции, м;

- потери напора в выпуске сточных вод, м.

Отметку откачки принимаем на 1,75 м ниже лотка подводящего коллектора:

где - отметка дна подводящего коллектора, м



По напору Нн.с.= 18,0 м и максимальному часовому расходу (табл.3.9) Qmax= 29,7м3/ч принят погружной фекальный насос марки Иртыш - ПФ2 65/160 - 4/2. Число оборотов - 3000 об/мин. Один рабочий и один резервный. Габаритный чертеж насоса Иртыш ПФ2 65/160 - 4/2 представлен на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Габаритный чертеж насоса Иртыш - ПФ2 65/160 - 4/2

Габаритные размеры насоса Иртыш ПФ2 65/160 - 4/2 представлены в таблице 3.11.

Таблица 3.11 - Габаритные размеры насоса Иртыш ПФ2 65/160 - 4/2

Размеры, мм	Кол,шт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
L	L1	B	B1	H	H1	H2	H3	H4	Dу	D	D1	D2	d	n
340	190	310	155	820	220	600	165	100	65	130	100	160	14	4

Габаритные размеры насоса Иртыш ПФ2 65/160 - 4/2 с опускным устройством представлены в таблице 3.12.



Таблица 3.12 - Габаритные размеры насоса Иртыш ПФ2 65/160-4/2 с опускным устройством

Размеры, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
L3	L4	L5	L6	L7	L8	L9	B2	B3	B4	B5	H5	H6	H7	D3	D4	C
614	270	142	85	150	63	250	150	200	206	125	164	95	290	14	12	32

Напорный коллектор от ГКНС до станции очистки сточных вод запроектирован из двух напорных трубопроводов из полиэтиленовых труб: ПЭ-100 SDR 26 - 125 x 4,8 техническая ГОСТ 18599 - 2001. Протяженность напорного коллектора 320 м.

Рабочая ёмкость приемного резервуара ГКНС

Рабочая ёмкость приемного резервуара ГКНС рассчитана как наибольшее значение из двух, определенных по формулам

где Wmin - рабочая ёмкость приемного резервуара ГКНС, м3;

Qmin - минимальный часовой приток сточных вод к ГКНС, м3/ч;

Qр - подача насосной станции, м3/ч;

Nвкл - число пусков насоса в течение одного часа. Принято с учетом мощности электродвигателя насоса;

Qн.max - максимальный часовой приток сточных вод к ГКНС, м3/ч.

Для расчета объема рабочей ёмкости приемного резервуара ГКНС в проекте принято:

- Qmin = 4,55 м3/ч;



- Qр = QГКНС = 22,27 м3/ч;

- Nвкл = 10 пусков;

- Qн.max = 29,7 м3/час.

По результатам расчета объем ёмкости приемного резервуара ГКНС принят равным 6,0 м3.

На базе погружных насосов серии Иртыш, подобрана насосная станция «Иртыш-Эко» [8], которая обеспечивает следующие преимущества:

- компактность;

- высокая надежность и удобство в обслуживании;

- автоматизация монтажа и демонтажа;

- уменьшение сроков строительства и реконструкции;

- увеличение сроков службы КНС за счет изготовления корпуса из армированного стеклопластика;

- отсутствие вредных факторов (шум, вибрация, выделение тепла), воздействующих на человека и окружающую среду, за счет работы насосов под водой.

Режимы работы ГКНС

В зависимости от объема поступающих стоков возможны следующие три режима работы:

1. Обычная нагрузка

Один из насосов перекачивает весь объем поступающих стоков. Начальное состояние: насосы не работают, и стоки поступают в КНС. При наполнении емкости до 2-го уровня поплавок № 2 подает сигнал на включение одного насоса. Насос откачивает стоки до 1-го уровня и поплавок № 1 подает сигнал на его отключение. Цикл закончился. В повторном цикле будет работать уже другой насос.

Такая попеременная работа обеспечивает уменьшение количество включений в 1 час каждого насоса - это позволяет объем КНС. Достигается равномерная наработка насосов.

2. Пиковая нагрузка

Наступает в том случае, когда объем поступающих сточных вод превышает производительность одного насоса. При одном работающем насосе уровень жидкости поднимается до 3-го уровня, и поплавок № 3 подает сигнал на включение второго насоса. Одновременно работают два насоса.

3. Аварийный режим

Жидкость в емкости поднимается до 4-го уровня и выдается сигнал авария переполнения. Такой режим возможен в результате увеличения объема стоков или отключения насосов.

Чертежи ГКНС представлены на листе № 6 графической части проекта.

3.6 Измерение расхода сточных вод

Для измерения объема сточной воды, поступающей на станцию очистки сточных вод в колодце после ГКНС на напорном трубопроводе предусмотрена установка электромагнитного расходомера марки Promag 50W. Основные технические характеристики расходомера марки Promag 50W представлены в таблице 3.13.

Таблица 3.13 - Технические характеристики расходомера Promag 50W

Характеристика	Параметр
1	2
Диаметр, мм	125
Погрешность измерения	±0.2%
Диапазон измерения, м3/ч	0 - 110
Диапазон рабочего давления, МПа	0,6 - 4,0
Рабочая температура	0...+80°C
Окружающая температура, °C	от -20 до + 60
Степень защиты электроники	IP 67 (NEMA 4x) IP 68 (Nema 6P)



4. ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

4.1 Очистные сооружения производственно-бытовых сточных вод

Выбор и обоснование площадки очистных сооружений

Место для строительства станции очистки сточных вод, увязано с проектом планировки и застройки поселка. Очистные сооружения запроектированы с учетом развития поселка до 2030 года, когда объем поселковых сточных вод составит 403,72 мі/сут.

Площадка станции очитки сточных вод расположена ниже населенного пункта по течению реки Лапка. Площадка находится с подветренной стороны для ветров, господствующих в теплое время года. Площадка находиться на территории незатопляемой паводковыми водами, с низким уровнем грунтовых вод.

Концентрация загрязнений бытовых сточных вод

Концентрация загрязнений в хозяйственно-фекальных сточных водах поселка равна:

,мг/л,

где - количество загрязнений, приходящееся на одного человека в сутки, г/сут·чел;

- удельное водоотведение бытовых сточных вод, л/сут·чел.

л/сут·чел.

Количество загрязнений на одного жителя в сутки принято по таблице 19 [4].

Результаты расчета средних концентраций загрязнений бытовых сточных вод приведены в таблице 4.1.



Таблица 4.1 - Концентрация загрязняющих веществ в бытовых сточных водах

Наименование показателя загрязнения	Норма загрязняющего вещества, г/сут·чел	Концентрация загрязняющего вещества, мг/л
1	2	3
Взвешенные вещества	65	361,1
БПКполн (неосветленной жидкости)	72	400
Азот, аммонийные соли	10,5	58,33
Фосфаты (P2O5)	1,5	8,33
Хлориды	9	57,34
Поверхностно активные вещества (ПАВ)	2,5	13,15

Загрязненность сточных вод колбасного завода

Условия формирования производственных сточных вод предприятия приняты по данным литературы [24 - 29].

Наибольшее количество загрязнений органического происхождения поступает со стоками, образующимися в начальный период санитарной обработки оборудования.

Производственные сточные воды характеризуются высоким содержанием органических загрязнений. Решение проблемы снижения содержания органических загрязнений является сложной задачей, требующей:

- усреднения сточных вод;

- локальной очистки отдельных потоков сточных вод;

- регулирования для обеспечения равномерного сброса стоков через оптимизацию графика санитарной обработки оборудования.

Средние значения концентраций загрязнений в производственных сточных водах показаны в таблице 4.2.

Анализ данных по значениям концентраций загрязнений в производственных сточных водах показывает, что данные сточные воды, относятся к разряду сильно загрязненных. Сточные воды требуют очистки. Характер присутствующих загрязнений и их концентрации соответствуют бытовым сточным водам, поэтому возможна их очистка совместно с бытовыми сточными водами.

Таблица 4.2 - Концентрация загрязняющих веществ в производственных сточных водах

Наименование показателя загрязнения	Концентрация загрязняющего вещества, мг/л
1	2
ХПК	1000,0
Взвешенные вещества	500,0
БПКполн (неосветленной жидкости)	400
Азот аммонийных солей	5,0
Нитриты	-
Нитраты	-
Сульфаты	80,0
Фосфаты (P2O5)	2,8
Хлориды	55,4
Поверхностно активные вещества (ПАВ)	4,4

Концентрации загрязнений в смеси сточных вод

Производственные, бытовые и душевые сточные воды, образующиеся на предприятии, сбрасываются в коллектор и смешиваются с бытовыми стоками от населения поселка.

Концентрация загрязняющих веществ в смеси бытовых и производственных сточных вод равна:

,мг/л,

где - суточные расходы, соответственно, бытовых и производственных сточных вод, мі/сут;

- концентрация загрязняющих веществ, соответственно, в бытовых и производственных сточных водах, мг/л.

Средние концентрации загрязняющих веществ в смеси бытовых и производственных сточных вод приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Концентрация загрязняющих веществ в смеси сточных вод

Наименование показателя загрязнения	Концентрация загрязняющих веществ, мг/л
	Бытовые, мг/л	Производственные, мг/л	Смесь, мг/л
1	2	3	4
ХПК	541,7	1000,0	569,4
Взвешенные вещества	361,1	500	369,5
БПКполн (неосветленной жидкости)	400	400	400
Азот, аммонийные соли	58,33	5,0	55,1
Нитриты	-	-	-
Нитраты	-	-	-
Фосфаты (P2O5)	8,33	2,8	7,99
Хлориды	57,34	55,4	57,22
Поверхностно- активные вещества (ПАВ)	13,15	4,4	12,62

Приведенное число жителей по взвешенным веществам равно:

,чел,

где приведенное число жителей по взвешенным веществам, чел;

- расчетное число жителей, чел;

- эквивалентное число жителей по взвешенным веществам, чел.

Эквивалентное число жителей по взвешенным веществам равно:

, чел,



где - концентрация загрязняющих веществ в производственных сточных водах по показателю взвешенные вещества, мг/л;

- суточный расход производственных сточных вод, мі/сут;

- норма загрязняющего вещества по показателю взвешенные вещества, г/сут·чел.

чел.

чел.

Приведенное число жителей по БПК равно:

,чел,

где приведенное число жителей по БПК, чел;

- эквивалентное число жителей по БПК, чел.

, чел,

где концентрация загрязняющих веществ в производственных сточных водах по показателю БПК, мг/л;

- норма загрязняющего вещества по показателю БПК, г/сут·чел.

чел.

чел.



4.2 Необходимая степень очистки сточных вод

Расчёт производиться на основе гидрологических данных о водоеме приемнике сточных вод по методу В.А.Фролова - И.Д. Родзиллера.

Коэффициент смешения

Коэффициент смешения показывает, какое количество речной воды требуется для смешения со сточными водами.

Коэффициент смешения, равен:

,

где - коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения; - расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного створа, м;

- расход водоема в створе реки у места выпуска сточных вод в год 95% обеспеченности, м3/с;

- расход сточных вод, м3/с.

Коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения, равен:

,

где - коэффициент, учитывающий место расположения выпуска;

- коэффициент извилистости русла;

- коэффициент турбулентной диффузии.

Коэффициент извилистости русла равен:



,

где - расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного створа, м;

- расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по прямой, м.

Коэффициент турбулентной диффузии равен:

,

где - средняя скорость течения реки на участке между выпуском и расчетным створом, м/с;

- средняя глубина реки, м.

Кратность разбавления равна:



где a - коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения;

Необходимая степень очистки сточных вод по взвешенным веществам

Предельно допустимое содержание взвешенных веществ, в спускаемых в водоем сточных водах, равно:

,мг/л,

где - предельно допустимое содержание взвешенных веществ, в спускаемых в водоем сточных водах, мг/л;

- фоновая концентрация взвешенных веществ в воде водоема, мг/л;

- допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в воде водоема после сброса в него очищенных сточных вод, мг/л.

Для реки Лапка, являющейся на участке выпуска очищенных сточных вод водоемом рыбохозяйственного назначения, при расчете принято:

мг/л

Необходимая степень очистки по взвешенным веществам равна:

, % ,

где с - содержание взвешенных веществ до очистки, мг/л;

m - содержание взвешенных веществ после очистки, мг/л.

%

Определение необходимой степени очистки сточных вод по БПК

При определении необходимой степени очистки сточных вод по БПК учтено самоочищение вод в водоеме за счет биохимического процесса и разбавление сточных вод водами водоема:

мг/л,

где допустимая БПКполн сточной воды при выпуске ее в водоем, мг/л;

kСТ - константа скорости потребления кислорода сточной водой;

kр - константа скорости потребления кислорода водой водоема;

t - продолжительность движения воды от места выпуска до расчетного створа, сут;

- предельно допустимая БПКполн смеси речной и сточной воды в расчетном створе, мг/л;

- БПКполн речной воды до места выпуска сточных вод, мг/л.

Константа скорости потребления кислорода в сточной воде принята равной kСТ = 0,16.

Константа скорости потребления кислорода в воде водоема принята равной kр = 0,1.

, сут.,

где - расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного створа;

сут.

мг/л.

Необходимая степень очистки по БПК равна:

, % ,

где - БПКполн смеси сточных вод, поступающих на очистку, мг/л.

%

Необходимая степень очистки сточных вод по растворенному в воде водоема кислороду

В соответствии с правилами спуска сточных вод в воде водоема содержание растворенного кислорода должно быть не ниже 6 мг/л.

Допустимая БПКполн сточных вод, сбрасываемых в водоем, исходя из условий минимального содержания растворенного кислорода равна:

мг/л, (4.17)

где LСТ - полное биохимическое потребление кислорода сточными водами, г/м3;

Lр - полное биохимическое потребление кислорода речной водой, г/м3;

Ор - содержание растворенного кислорода в речной воде до места спуска сточных вод, г/м3;

О - минимальное содержание кислорода в воде водоема, г/м3;

0,4 - коэффициент для пересчета БПКполн в БПК2.

Наименьшая допустимая по санитарным правилам концентрация растворенного кислорода в воде водоема составляет О = 6,0 г/м3.

мг/л

Очистка сточных вод требуется.

Содержание в очищенной сточной воде других ингредиентов загрязнений

Вещества, входящие в показатели качества сточной воды, разнообразны по своему составу. При сбросе в водоем сточных вод, содержащих несколько ингредиентов загрязнения, последние подразделяют на группы и нормируются по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ) и классам опасности. Под лимитирующим показателем вредности понимается наиболее вероятное неблагоприятное воздействие каждого вещества. По ЛПВ все вещества в водоемах рыбохозяйственного значения разделены на группы, содержащие: общесанитарный ЛПВ, токсикологический ЛПВ, санитарно-токсикологический ЛПВ и рыбохозяйственный ЛПВ.

Классификация загрязнений на группы по ЛПВ:

1. Общесанитарный

- взвешенные вещества;

- БПКполн.

2. Токсикологический

- аммоний-ион NH4+ (ПДК = 0,5 мг/л). В пересчете на азот - 0,39 мг/л;

- нитрит-анион NO2? (ПДК = 0,08 мг/л). В пересчете на азот нитритов - 0,02 мг/л;

- нитрат-анион NO3? (ПДК = 40,0 мг/л). В пересчете на азот нитратов - 9 мг/л.

3. Санитарно-токсикологический

- сульфат-анион SO42- (ПДК = 100,0 мг/л);

- хлорид-анион Cl? (ПДК = 300,0 мг/л).

4. Рыбохозяйственный

- нефтепродукты (в растворенном и эмульгированном состоянии) (ПДК = 0,05 мг/л).

Санитарное состояние водоема при сбросе в него со сточными водами вредных веществ считается удовлетворительным, если соблюдаются два основных условия:

- предельно допустимая концентрация каждого вещества, входящего в определенный ЛПВ, уменьшена во столько раз, сколько единиц вредных веществ присутствует в сточных водах и водоеме;

- сумма концентраций всех веществ, выраженных в процентах от соответствующих ПДК для каждого вещества в отдельности, не превышает 100%:

,



где - расчетная концентрация i-го вредного вещества в расчетном створе, мг/л;

- предельно допустимая концентрация соответствующего вредного вещества, мг/л;

- количество единиц вредных веществ, присутствующих в сточных водах и воде водоема и входящих в определенную группу ЛПВ.

Для загрязнений, относящихся к токсикологической группе ЛПВ:

,

,

где - предельно допустимая концентрация NO2;

Тогда:

Таким образом, расчетные концентрации вредных веществ в расчетном створе составляют:

; ;

Концентрация каждого из растворенных вредных веществ в очищенных сточных водах может быть определена из выражения:

, мг/л,

где - максимально допустимая концентрация расчетного вещества в расчетном створе, вычисляемая с учетом максимальной концентрации и ПДК всех компонентов, относящихся к одной группе ЛПВ, мг/л;

- концентрация определенного вещества в воде водоема до сброса сточных вод, мг/л;

- кратность разбавления.

где - коэффициент смешения;

- расход воды водоема в створе реки у места выпуска сточных вод, м3/с;

- подача городских сточных вод от главной канализационной насосной станции (ГКНС), м3/с.

, мг/л,

, мг/л,

, мг/л,

где - предельно допустимая концентрация NO2, мг/л.



мг/л

мг/л

мг/л

4.3 Метод очистки и состав очистных сооружений

Метод и состав сооружений станции очистки сточных вод приняты в зависимости от расхода сточных вод, концентрации загрязняющих веществ, требуемой степени очистки сточных вод и местных условий.

В проекте принята механическая и биологическая очистка сточных вод.

Для обеспечения условий полной биологической очистки сточных вод предусмотрен следующий состав сооружений:

- приемная камера;

- решетка;

- тангенциальная песколовка;

- установка биологической очистки «HelyxBio» (3 рабочие линии) в составе: усреднитель, аэротенк, резервуар доочистки (включающий в себя вторичный отстойник, аэробный стабилизатор ила; блок доочистки, резервуар чистой воды);

- технологический блок;

- установка УФ - обеззараживания;

- реагентный блок;

- блок обезвоживания.

Для обработки осадков, образующихся в результате очистки сточных вод, приняты: механический обезвоживатель, иловая площадка.

4.4 Проектная эффективность работы очистных сооружений

Результаты расчета проектной эффективности работы очистных сооружений представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Проектная эффективность работы очистных сооружений

Наименование сооружения и показателей загрязненности сточных вод	Концентрации загрязнений, мг/л	Эффективность очистки, %	Примечание
	вход	выход
Приёмная камера Взвешенные вещества БПКполн Азот аммонийных солей Нитриты (NO2?) Нитраты (NO3?)	369,5 400 55,1 - -	369,5 400 55,1 - -	- - - - -	Гаситель напора
Решётка ВВ БПКполн Азот аммонийных солей Нитриты (NO2?) Нитраты (NO3?)	369,5 400 55,1 - -	332,6 400 55,1 - -	10,0 % - - - -	8-10% Удаление крупных загрязнений
Песколовка ВВ БПКполн Азот аммонийных солей Нитриты (NO2?) Нитраты (NO3?)	332,6 400 55,1 - -	249,4 400 55,1 - -	25,0 % - - - -	Тангенциальная песколовка. Удаление песка
Усреднитель ВВ БПКполн. Азот аммонийных солей Нитриты (NO2?) Нитраты (NO3?)	249,4 400 55,1 - -	249,4 400 55,1 - -	- - - - -	Усреднение концентрации примесей
Аэротенк ВВ БПКполн Азот аммонийных солей Нитриты (NO2?) Нитраты (NO3?)	249,4 400 55,1 - -	4387,6 15 0,14 0,004 2,0	- 96,0 % 99,0% - -	Доза ила a = 4 г/л Свободно плавающий активный ил
Вторичный отстойник ВВ БПКполн Азот аммонийных солей Нитриты (NO2?) Нитраты (NO3?)	4387,6 15,0 0,14 0,004 2,0	10,0 15,0 0,14 0,004 2,0	96,0 % - - - -
Блок доочистки ВВ БПКполн Азот аммонийных солей Нитриты (NO2?) Нитраты (NO3?)	10,0 15,0 0,14 0,004 2,0	4,0 3,0 0,14 0,004 1,70	60 % 80 % - - -

4.5 Сооружения механической очистки сточных вод

Блок механической очистки представляет собой резервуар, в который входят приемная камера, решетки - дробилки, песколовка.

Приемная камера

Объем приемной камеры рассчитан на трех минутное пребывание в ней сточной воды после гашения напора.

Объем приемной камеры равен:

, м3,

где - подача сточных вод от главной канализационной насосной станции, мі/ч.

м3

Размеры приемной камеры: 1500Ч1000Ч800 мм.

Решетка-дробилка

В проекте принята решетка - дробилка марки РД-100 (одна рабочая и одна резервная).

Технические характеристики РД-100:

Производительность 30 м3/ч;

Габаритные размеры 600Ч410Ч1440 мм;

Масса 260 кг;

Мощность мотор-редуктора 0,75 кВт;

Ширина щелевых отверстий 8 мм;

Площадь щелевых отверстий 0,00764 мм2;

Диаметр барабана 100 мм;

Частота вращения 75 мин-1;

Скорость движения в прозорах 0,8 - 1,2 м/с;

Мощность электродвигателя 0,27 кВт.

Скорость течения воды в щелевых отверстия равна:

,

где - подача городских сточных вод от главной канализационной насосной станции (ГКНС), м3/с

Приемная камера, решетки-дробилки и песколовка расположены в одном блоке. В случае выхода из строя решеток-дробилок в блоке имеется обводной канал, на котором установлена ручная решетка с отключающими шиберами. Размеры прозоров решетки с ручным удалением отбросов равны 10 мм.

Тангенциальная песколовка

Средний секундный расход подачи сточных вод на станцию очистки сточных вод равен:



, м3/с,

где средний секундный расход подачи сточных вод на станцию очистки сточных вод, м3/с

- средний суточный расход сточных вод от поселка, м3/сут.

м3/с

Средний часовой расход сточных вод, направляемых на очистку равен 16,82 м3/ч.

Подача ГКНС составляет 22,27 м3/ч.

Согласно [4], принимаем 2 тангенциальной песколовки: 1 рабочая и 1 резервная.

Площадь каждой тангенциальной песколовки равна:

, м2

где Q - подача ГКНС, м3/ч ;

- число песколовок;

- нагрузка на 1 м2 песколовки, м3/м2.

м2

Диаметр песколовки равен:



, м ,

м

Глубина рабочей части каждой песколовки принята равной м.

Высота конусного основания песколовки равна:

,м,

где - высота цилиндрической рабочей части песколовки, м.

м

Объем конусной части песколовки равен:

, м3

где - высота конусного основания песколовки, м;

м3

Приведенное число жителей равно:

,чел,



где приведенное число жителей, чел;

- удельное водоотведение бытовых сточных вод, л/сут•чел.

чел.

Объем песка, удавливаемого за сутки равен:

, м3,

где объем песка, удавливаемого за сутки, м3;

- удельное количество песка, л/сут·чел.

Удельное количество песка принято по п. 9 [4].

л/сут·чел.

м3

Продолжительность заполнения конусной части песколовки осадком равна:

, сут,

где продолжительность заполнения песколовки осадком, сут.

сут.



Осадок необходимо выгружать не реже одного раза в сутки. Выгрузка песка проводится водо-воздушным эрлифтом.

Песковая площадка

Для подсушивания песка, сбрасываемого из песколовок, предусмотрена песковая площадка.

Объем песка, задерживаемого в песколовках за год, равен:

, м3,

где объем песка, задерживаемого в песколовках за год, м3;

- удельное количество песка, л/сут·чел.

м3

Площадь площадки для песка равна:

, м2,

где площадь песковой площадки, м2;

- удельная годовая нагрузка на песковую площадку, м3/м2·год.

Удельная годовая нагрузка на песковую площадку принята по п. 9[4].

м2

Площадь песковой площадки равна:



,м2,

где - коэффициент, учитывающий площадь, занимаемую откосами сооружения.

м2

В проекте принята одна двухсекционная песковая площадка общим размером 4,0Ч6,0 м.

4.6 Сооружения биологической очистки сточных вод

Установка биологической очистки

Установка «HelyxBio» [9] предназначена для полной биологической очистки сточных вод и выполнена частично в подземном исполнении (блок биологической очистки), частично в наземном исполнении (технологический блок).

В проекте предусмотрены три рабочие линии производительностью по 150 м3/сут.

Конструктивно каждая линия пр...