Рисунок 1. - Схема приемной камеры при подаче сточных вод по двум напорным трубопроводам:

Сточные воды с расчетным расходом Q_max = 676 л/с = 2433 м³/ч поступают на очистную станцию по двум ниткам напорного водовода диаметром 500 мм каждая.

3.1.2 Решётки

Решетки, предназначенные для задержания крупных загрязнений в сточной воде, устанавливают на пути движения жидкости. В составе очистных сооружений предусматриваются решетки 4 мм.

Согласно максимального расчетного расхода сточных вод, который равен Q_max = 3556,80 мі/ч, принимаем три рабочие и одну резервную ступенчатую решетку серийно производимую фирмой «РИОТЕК» - ШР-670LM, номинальной производительностью по сточной жидкости Qч = 760 мі/ч. Техническая характеристика решетки и габаритный чертеж представлены в таблице 2.

Таблица 2. - Технические характеристики ступенчатой решетки ШР-670LM:

Рисунок 2. - Габаритный чертеж решетки ШР-670LM:

3.1.3 Песколовки

Выбор типа песколовок зависит от конкретных местных условий, производительности станции, схемы очистки сточных вод и обработки осадков. Принимаем горизонтальную аэрируемую песколовку, число песколовок или отделений принимается не менее двух, причём все рабочие.

Определяем площадь живого сечения по формуле:

Где:

Q - максимальный расход сточных вод, м³/с;

v - средняя скорость движения воды, м/с, v=0,3 м/с;

n - количество отделений, n=2.

.

Находим размеры отделения в поперечном сечении.

Глубину проточной части принимаем h₁=0,7 м. Ширина отделений песколовки определяем по формуле:

.

Принимаем ширину отделения 2,0 м.

При расчетном диаметре частиц песка d = 0,2 мм с гидравлической крупностью u_o = 18,7 мм/с и КS = 2,43 длина песколовки определяется по формуле:

Где:

- расчетная глубина песколовки, м;

v - скорость движения сточных вод, м/с принимаем v = 0,3 м/с;

u_o - гидравлическая крупность песка.

.

Скорость протока сточных вод в песколовке при минимальном расходе. Когда наполнение в ней должна быть не менее 0,15 м/с:

.

Продолжительность протока сточных вод в песколовке должна быть не менее 30 при максимальном притоке:

Для поддержания в горизонтальной песколовке постоянной скорости движения сточных вод на выходе из нее предусматривается водослив с широким порогом. Расчет водослива сводится к определению перепада между дном песколовки и порогом водослива и ширины водослива.

Перепад определяется по формуле:

Где:

Кq - отношение максимального и минимального расходов:

.

h_max и h_min - глубина воды в песколовке, h_max= 0,7 м.

.

Ширина водослива определяется по формуле:

Где:

m - коэффициент расхода, m = 0,35-0,38, принимаем m = 0,35.

.

Объем осадочной части песколовки определяется по формуле:

Где:

р - объем задерживаемого песка влажностью 60% на одного жителя;

Т - период между чистками песколовок, Т2 сут. во избежание загрязнения осадка.

.

Высота слоя песка в песколовке составит:

Полная строительная высота песколовки определяется по формуле:

Стенки камер для песка должны иметь угол наклона не менее 60⁰. Удаление песка из песколовки предусматривается при помощи скребковых механизмов. Потери напора при входе воды в песколовку и выходе из нее в среднем составляют 1-15 см.

3.1.4 Первичные отстойники

Расчет первичных отстойников производится по кинетике выпадения взвешенных веществ с учётом необходимого осветления на максимальный часовой расход сточных вод.

Требуемый эффект осветления рассчитывается исходя из того, что из отстойников не должно выноситься взвешенных веществ более 150 мг/л, эффект осветления будет равен:

Где:

260,23 мг/л - исходная концентрация взвешенных веществ в сточной воде.

Тогда при таком эффекте осветления конечная концентрация будет равна 149,99 мг/л.

Число отстойников принимается не менее двух, все рабочие. В зависимости от производительности станции выбирается тип отстойника. Принимаем горизонтальные отстойники.

Расчетное значение гидравлической крупности определяется по формуле:

Где:

Н_set - глубина проточной части в отстойнике, Н_set = 2 м;

K_set - коэффициент использования объема проточной части отстойника, K_set=0,5;

t_set - продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту очистки и получения в лабораторном цилиндре в слое h₁; для городских сточных вод;

n₂ - показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения, для городских сточных вод.

.

Принимаем три отстойник из трех отделений.

Ширину отделений отстойника определяем по формуле:

Где:

n - число отделений;

vср - средняя скорость течения, принимаем равной 6 мм/с;

.

Сбор воды в конце сооружения осуществляется с помощью водослива h0 = 0,25 м, б = 30є.

Определим длину участка l1, на котором высота активного слоя в отстойнике достигнет расчетной глубины Н_set = 2 м.

Средняя глубина потока на этом участке:

Средняя скорость потока на участке:

При данной скорости К = 0,17, щ = 0,07, следовательно l1:

Продолжительность протекания воды на участке:

За это время наименьшая оседающая частица пройдет путь:

За это время частица переместится по горизонтали на расстояние:

Длина участка сужения потока:

Общая длинна отстойника должна быть:

Масса уловленного отстойником за сутки осадка:

Где:

- концентрация загрязнений по количеству взвешенных веществ, мг/л;

Э - требуемый эффект осветления;

- коэффициент учитывающий увеличения объема, принимаем равным 1.

.

Объем выпавшего осадка:

Где:

с - плотность осадка, равная 1,8 кг/мі;

.

Для накопления осадка в начале сооружения проектируют бункер в виде перевернутой усеченной пирамиды, верхнее основание которого имеет размер 6х2,5 м, а нижнее 1х1,05 м. Объем бункера одного отделения:

В основании отстойника также предусматривается емкость для накопления осадка. Высота её в конце сооружения равна 0,2 м. При уклоне днища i=0,003 высота её в начале сооружения:

h = 0,2 + L·* 0,003 = 0,2 + 34,54·* 0,003 = 0,304

Объём осадочной части в основании одного отделения:

.

Общий объём осадочных частей трёх отделений для каждого из трех отстойников:

Осадочные части отстойника будут заполняться осадком за 134,8/4,28 = =31,5 сут. Учитывая большую неравномерность распределения осадка по площади отстойника, выгружать его рекомендуется 1 раз в сутки. В бункера, расположенные в начале сооружения, осадок сгребается цепными скребками, а удаляется из бункера с помощью насосов.

3.2 Сооружения биологической очистки сточных вод

3.2.1 Расчет вытеснителя с регенератором

Так как БПК_полн=328,32мг/л превышает 150мг/л, то в соответствии с данными необходима регенерация активного ила. К расчету принимаются вытеснители с регенераторами.

Определение степени рециркуляции активного ила:

Где:

аi - доза активного ила, принимается 3 г/л;

Ji - иловый индекс, принимаем 100 см³/г.

.

Определение БПК_полн сточных вод, поступающих:

Где:

Len - БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды, мг/л;

Lст•(1-0,2)=328,32•(1-0,2)=262,66 мг/л;

Lex = 15 мг/л - БПК_полн очищенной воды;

Ri = 0,43 - степень рециркуляции активного ила.

.

Определение периода пребывания сточных вод в аэротенке:

Где:

аi = 3 г/л - доза активного ила в аэротенке;

Lex = 15 мг/л - БПКполн очищенной воды;

Lmix = БПК_полн сточных вод.

Предварительный подсчет дозы активного ила в регенераторе:

Где:

а = 3 г/л - доза активного ила в аэротенке;

Ri = 0,43 - степень рециркуляции активного ила.

.

Определение удельной скорости окисления:

Где:

= 85мг/г-ч - максимальная скорость окисления;

Lex - 15мг/л - БПКполн очищенной воды;

С₀ = 2мг/л - концентрация растворенного кислорода в воде;

К₁ = 33мг/л - константа, характеризующая свойства органических веществ;

К₀ = 0,625 мг - константа, характеризующая влияние кислорода;

= 0,07 г/л - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила;

аr = 6,5 г/л - доза ила в регенераторе.

.

Определение продолжительности окисления загрязнений:

Где:

s = 0,3 - зольность активного ила.

.

Определение продолжительности регенерации:

Где:

to ч - продолжительность окисления загрязнений;

tat ч - период пребывания сточных вод в аэротенке.

tr =5,3-1,3=4,0 ч.

Определение продолжительности пребывания сточных вод в системе аэротенк - регенератор:

t = (1 + Ri) * tat + Ri - tr

Где:

Ri = 0,43 -степень рециркуляции активного ила;

tat ч - период пребывания сточных вод в аэротенке;

tr ч - продолжительность регенерации.

t =.

Определение объема аэротенка:

Где:

qmax.m м³/ч - максимальный часовой расход общего стока;

t_at ч - период пребывания сточных вод в аэротенке;

Ri = 0,43 - степень рециркуляции активного ила.

Wat =.

Определение объема регенерации:

Где:

tr ч - продолжительность регенерации;

qmax.m м³/ч - максимальный часовой расход общего стока.

Wr=.

Для уточнения илового индекса определем среднюю дозу ила в системе аэротенк - регенератор:

Определение нагрузки на активный ил:

Где:

аi = 3,37 г/л - доза ила, г/л;

tat - период аэрации, равен продолжительности пребывания в системе аэротенк - регенератор, tat=3,2 ч;

.

По таблице СНиП 2.04.03-85 для ила городских сточных вод при qi = 429,24 мг•БПК_полн /г•сут, Ji = 80 см³/г.

Эта величина отличается от принятой ранее Ji = 100 см³/г, поэтому необходимо уточнить степень рециркуляции активного ила:

.

Принимается Ri=0,32. Эта величина существенно отличается от рассчитанной в первом случае, поэтому требуется корректировка Lmix БПК_полн с учетом циркуляционного расхода и продолжительности пребывания сточных вод в аэротенке tat.

Определение БПКполн:

.

Определение периода пребывания сточных вод в аэротенке:

Доза ила в регенераторе:

.

Удельная скорость окисления:

.

Продолжительность окисления загрязнений:

.

Продолжительность регенерации:

tr =5,87-1,44=4,43 ч.

Продолжительность пребывания сточных вод в системе регенератор:

t=(1+0,32)*1,44+0,32*4,43=3,32 ч.

Объем аэротенка:

Wat =1,44(1+0,32)3556=6759,24 м³.

Объем регенератора:

Wr=4,43*0,32*3556=5040,98 м³.

Средняя доза активного ила:

.

Нагрузка на активный ил:

.

При этой нагрузке иловой индекс Ji= 72см³/г, а степень рециркуляции Ri=0,28. Это не существенно отличается от ранее определенного значения, поэтому дальнейшего пересчета аэротенка вытеснителя не требуется. Определение общего объема:

w = wat + wr

Где:

Wat=6759,24 м³ - объем аэротенка;

Wr = 5040,98 м³ - объем регенератора.

W = 6759,24 + 5040,98 = 11800,22 м³.

Определение процента регенерации:

Так как процент регенерации равен 57%, принимаем четырех коридорный аэротенк, 2 коридора отделяются под регенератор.

Определение размеров аэротенка:

По конструктивным соображениям размеры аэротенка принимаются:

Рабочая глубина аэротенка Hat - 4,4 м;

Ширина коридора аэротенка В = 4,5 м;

Длина аэротенка L = 66 м;

Количество секций - 4 шт.

Фактическое время пребывания обрабатываемой сточной воды в системе регенератор составит:

tф = W / qmax m = 11800,22 / 6759 = 1,75 ч.

Что не существенно отличается от общего времени пребывания, рассчитанного ранее. Определение прироста активного ила:

Где:

Ccdp = 260,23 мг/л - концентрация взвешенных веществ, поступающих на очистку в первичные отстойники;

Kg - коэффициент прироста активного ила, принимается 0,3;

Len = 187,98 мг/л - БПК_полн поступающих сточных вод в аэротенк с учетом снижения при первичном отстаивании.

Р = 0,8 * 260,23 + 0,3 * 187,98 = 264,57 мг/л

3.2.2 Расчет аэрационной системы аэротенка

Так как в аэротенках - вытеснителях аэраторы располагаются равномерно в соответствии со снижением загрязнений, принимается пневматическая система аэрации с мелкопузырчатыми аэраторами.

Определение удельного расхода воздуха:

Где:

qо=1,1 - удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 г снятой БПК_полн;

К1 = 1,47 - коэффициент учитывающей тип аэратора, для faz/fat = 0,1;

К2 = 2,52 - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора, для ha, м;

К3 = 0,85 - коэффициент, зависящий от вида сточных вод;

Lex = 15мг/л БПК_полн на выходе из аэротенка;

Со = 2мг/л - концентрация растворенного кислорода в воде;

Kt - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, определяется по формуле:

Кt = 1 + 0,02 (Tw - 20)

Где:

Тw = 20° - среднемесячная температура воды за летний период.

Кt = 1 + 0,02 (20-20) = 1.

Са - растворимость кислорода воздуха в воде, определяется по формуле:

Где:

Ст = 9,02 мг/л - растворимость кислорода воздуха в воде в зависимости от температуры Т = 20°С.

Ca=;

.

Определение интенсивности аэрации:

Где:

Hat = 4,4 м - рабочая глубина аэротенка;

tat = 1,75 ч - период аэрации.

.

Для принятого значения К1 необходимо увеличить площадь аэрирумой зоны, тогда К1 принимается равным 1,68.

Удельный расход воздуха определяется:

.

Интенсивность аэрации равна:

.

Согласно СНиП 2.03.04-85, для принятых условий faz/fat = 0,3 Ja<Ja.max = 30 м³/м²ч и для глубины погружения аэратора ha = 3,9, м; Ja > Ja.min = 15 м3/м²ч, данное условие выполнено.

Определение общего количества воздуха в аэротенке:

Где:

qmax.m =3556 м³/ч - максимальный часовой расход общего стока;

qair =6,1 м³ - удельный расход воздуха;

Dat =.

Определение общего количества фильтровых насосных пластин:

Где:

Dat = 21691,6 м3/ч- общее количество воздуха в аэротенке;

qпл = 120 л/мин - производительность одной пластины.

.

Определение количества фильтровых пластин в 1 ряду.

Для обеспечения благоприятных условий биологического окисления загрязнений, содержащихся в сточных водах и имеющих различные скорости окисления, назначается число рядов фильтросных пластин в I, II, III и IV коридорах соответственно 3, 2, 2 и 1.

Где:

n1 = 4 шт. - количество секций в аэротенке;

n2 = 8 - количество рядов в аэротенке.

.

Определение длины фильтрового канала:

Где:

nпл.р = 94 шт. - количество фильтровых пластин в одном ряду.

1ф = 94 * 0,3 = 28,2 м.

3.2.3 Подбор насосно-воздуходувной станции

Определение количества воздуха, подаваемого на очистные сооружения:

Где:

q air=2468 м³/ч расход воздуха, подаваемый на песколовку;

Dat = 21691,6 м³/ч - расход воздуха, подаваемый в аэротенки;

Qair=2468+21691,6=24159,6 м³/ч.

Определение необходимого давления, создаваемого воздуходувками:

Напор воздуходувок:

Н = hвс + hтp + hair + hст + hизб

Где:

hвс = 0,5 м - потери напора на трение и местные сопротивления в трубопроводах воздуходувной станции;

hmp = 0,05 м - потери напора на трение и местные сопротивления по наиболее протяженной части воздуховода;

hair= 0,7 м - потери напора в аэраторах;

hcx = 4,4 м - давление столба воды, которое необходимо преодолеть, при выходе из аэратора;

hизб = 0,05 м - избыточное давление.

Н = 0,5 + 0,05 + 0,7 + 4,4 + 0,05 = 5,7 м.

Давление, создаваемое воздуходувкой:

Р = 0,1+ 0,01•Н;

Р = 0,1+ 0,01•5,7=0,157 МПа.

Принимается шесть рабочих, два резервных турбовоздуходувки марки 750-23-6.

Технические характеристики турбовоздуходувок:

- производительность 180 000 м³/ч;

- давление нагнетания 0,162 мПа;

- частота вращения 3000 мин"1;

- мощность электродвигателя 400 кВт.

Размеры агрегата 6,3х3,70х3,5.

3.2.4 Вторичные отстойники

Вторичные отстойники используются для отделения биологической пленки, поступающих вместе с очищенной водой из биофильтров. Вторичные отстойники конструктивно аналогичны первичным. Основные отличия вторичных отстойников от первичных заключается в характере механизмов для сбора и удаления осадка и связанной с этим конструкцией днища. В качестве вторичных отстойников принимаем горизонтальные.

Во вторичном отстойнике осадок не должен задерживаться более 1,5 - 2 часов, так как может произойти его загнивание, вследствие чего будут выделяться газы брожения, осадок будет всплывать и выноситься из отстойника вместе с осветленной водой.

Осадок из вторичного отстойника удаляется под гидростатическим напором 0,9 по иловой трубе диаметром 200 мм.

Вторичные отстойники рассчитываются по гидравлической нагрузке, которая определяется по формуле:

Где:

Kset - коэффициент использования объема;

u0 - гидравлическая крупность активного ила при полной биологической очистке принимаем u0 = 1,05 мм/с.

.

Число вторичных отстойников следует принимать не менее 3.

Длина отстойника определяется по формуле:

Где:

хw - средняя скорость в проточной части отстойника, принимаем равной 5 мм/с;

Н - глубина проточной части, примем равной 2 м.

.

Принимаем горизонтальные отстойники типовой шириной 9 м, тогда число отстойников определиться по формуле:

Количество избыточного активного ила в отстойниках:

Где:

Pi - прирост активного ила равный 264,57 г/мі;

Ccdp - вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников, равное 25 мг/л;

г - плотность активного ила, равная 1,001 т/мі;

pi - влажность активного ила, принимаемая равной 99,3 %.

.

3.3 Расчет сооружений для обработки осадка

3.3.1 Ила уплотнители

Уплотнение - наиболее простой и распространенный способ уменьшения объема осадков, обеспечивающий повышение производительности последующих сооружений по обработке осадков. Влажность осадков после уплотнения должна обеспечивать их свободное транспортирование по трубам. На уплотнение поступают осадки из вторичных отстойников, избыточные активные илы, смесь осадка вторичных отстойников и избыточного активного ила. Применим в качестве ила уплотнителей вертикальные.

Принимаем два вертикальных ила уплотнителя. Принимаем продолжительность уплотнения 10 часов, скорость движения жидкости в отстойной зоне V= 0,08 мм/с, влажность исходного ила = 99,3 %, уплотненного = 98 %.

Расчёт ила уплотнителей ведем на максимальный часовой приток избыточного ила по формуле:

Где:

Р_i, С_cdp, Q_{ср_сут} - аналогично формуле расчёта количества избыточного ила;

С_i - концентрация активного ила, равная 4 г/л для вторичных отстойников.

.

Полезная площадь ила уплотнителя определяется как:

Где:

q₀ - расчётная нагрузка на площадь зеркала уплотнителя, принимаемая равной 0,4 м³/(м²час) для избыточного активного ила из вторичных отстойников с концентрацией 4 г/л.

.

Диаметр ила уплотнителя определяется по формуле:

Где:

n - число ила уплотнителей, принимаем 2 ила уплотнителя.

.

Высота рабочей зоны ила уплотнителей составит:

Где:

t - продолжительность уплотнения ила, для концентрации 4 г/л, t = 10 ч.

.

Общая высота определяется по формуле:

Где:

h - высота зоны залегания ила, равная 0,3 м;

h_б - высота бортов над уровнем воды, равная 0,1 м.

Объём уплотнённого активного ила определяется по формуле:

Где:

W_{i изб} - объём избыточного активного ила.

.

Максимальное часовое количество жидкости отделяемой в процессе уплотнения ила находят по формуле:

Где:

q_{i max} - максимальный часовой приток избыточного ила.

.

Выпуск из ила уплотнителей производится непрерывно под гидростатическим давлением 0,5-1 м., через водослив с порогом переменной высоты. Ила уплотнители в высотном отношении располагают так, чтобы вода из них могла быть подана на аэротенки самотёком.

3.3.2 Метантенки

В этих сооружениях происходит процесс обезвреживание осадков сточных вод, осуществляемый микроорганизмами, способными окислять органические вещества осадков. Метантенки применяются для анаэробного сбраживания осадков городских сточных вод на крупных станциях очистки. Этот процесс происходит в метантенках, расчет которых заключается в подсчете количества образующихся на станции осадков, выборе режима сбраживания, определении требуемого объема сооружений и степени распада без зольного вещества осадков.

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

После обработки в метантенке осадок подвергается подсушиванию на иловых площадках, поэтому в метантенке предусмотрен термофильный режим, при котором сбраживание осадка происходит при температуре 50-55 єC. Количество сухого вещества осадка, образующегося на станции за одни сутки, рассчитывается по формуле:

Где:

С - концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей на первичные отстойники, равная 264,57 мг/л;

Е - эффективность задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках, равная 0,53;

- коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ, равен 1,2.

.

Количество сухого вещества активного ила, образующегося за одни сутки, составит:

Где:

а - коэффициент прироста активного ила, а = 0,3;

L_en - БПК_полн сточной воды, после первичного отстойника, мг/л;

b - вынос активного ила из вторичных отстойников, принимаем 15 мг/л.

.

Количество без зольного вещества осадка и активного ила в сутки вычисляют по формулам:

Где:

и - гигроскопическая влажность сырого осадка и активного ила, равная соответственно 5 и 5%;

и - зольность сухого вещества осадка и активного ила, равная соответственно 30 и 25 %.

При зольности осадка 30% и его гигроскопической влажности 5% количество без зольного вещества осадка составит:

.

Зольность ила составляет 25%, гигроскопическая влажность 5%:

.

Расход сырого осадка и избыточного активного ила в сутки вычисляется по формуле:

Где:

и - влажность сырого осадка, 95 % и влажность уплотненного избыточного ила, 97,3 %;

и - плотность осадка и избыточного активного ила, равна 1.

.

.

Среднее значение зольности смеси равно:

.

Требуемый объем метантенка определяется по формуле:

Где:

- суточная доза загрузки осадка в метантенк, принимается с учетом влажности осадка, которую принимаем как среднее арифметическое между влажностью сырого осадка и влажностью избыточного активного ила, равная 18,5%.

.

Принимаем типовой метантенк марки 902-2-227, технические характеристики которого приведены в табл. 3:

Таблица 3. - Технические характеристики метантенка марки 902-2-227:

Суммарный объем метантенков при этом окажется на 3 % больше требуемого, в связи с чем фактическая доза нагрузки понизится:

.

Выход газа на 1 кг загруженного без зольного вещества (при плотности газа равной 1) определим по формуле:

Где:

а_см - предел сбраживания смеси осадка, рассчитываемый по формуле:

Где:

а_о и а_и - пределы распада соответственно сырого осадка и избыточного активного ила, при отсутствии экспериментальных данных принимаем а_о = 53% и а_и = 44%;

- экспериментальный коэффициент, зависящий от влажности осадка и температурного режима сбраживания, равный 0,21.

.

.

Суммарный выход газа рассчитывается по формуле:

.

Для выравнивания давления газа в газовой сети предусматриваем мокрые газгольдеры, каждый из которых состоит из резервуара, заполненного водой и колокола, перемещающегося на роликах по направляющим. Вес колокола уравновешивается противодавлением газа, благодаря этому при изменении объема газа под колоколом, давление в газгольдере и газовой сети остается постоянным.

Вместимость газгольдеров рассчитывается на 2-х часовой выход газа:

.

Принимаем два типовых газгольдера марки 7-07-01/66.

Технические характеристики приведены в таблице 4.

Таблица 4. - Технические характеристики газгольдера:

Газ, получаемый в метантенках в результате процесса сбраживания осадка, используется на энергетические нужды канализационных станций в качестве горючего в котлах с газовыми горелками, для обогрева метантенков и отопления зданий очистной станции.

В процессе сбраживания происходит распад без зольных веществ, приводящий к уменьшению массы сухого вещества и увеличению влажности осадка.

Суммарный объем смеси после сбраживания практически не изменяется.

Величина , выраженная в процентах, представляет собой степень распада без зольного вещества, подсчитанную по выходу газа. В данном проекте 39%. Зная степень распада, подсчитаем массу без зольного вещества в смеси:

.

Разность между массой сухого вещества и массой без зольного вещества в смеси представляет собой зольную часть, не поддающуюся изменениям в процессе сбраживания. Поэтому масса сухого вещества в смеси выразится суммой:

.

Зная М_без и М_сух и принимая гигроскопическую влажность смеси 6%, можно определить ее зольность:

Определим влажность смеси:

.

Осадок после метантенков направляется в центрифуги для обезвоживания.

3.3.3 Расчет фильтр-прессов

Осадок влажностью 97,2% подвергается механическому обезвоживанию на камерных фильтр прессах.

Для подготовки осадка перед обезвоживанием производиться его кондиционирование с применением синтетических флокулянтов.

Целью кондиционирования является изменение влагу отдающих свойств осадка. Флокулянты представляют собой растворенные в воде полимеры, образующие при взаимодействии с частицами твердой фазы сложные трехмерные структуры.

Флокулянты, связывая частицы твердой фазы и вступая в полимерное воздействие с органическими веществами, разрушают коллоидную структуру осадка. Все то определяет резкое снижение удельного сопротивления осадка и возрастающие скорости капиллярного всасывания.

Проектом предусматривается применение флокулнта «Praestol853» фирмы «Stokhausen».

Расход хлорного железа по чистому продукту при дозе 7% массы:

Рж= 676,6 * (100 - 97,2) * 7 / 100 * 100 = 1,3 т/сут.

Что по товарному продукту составит:

Рж = 1,3 / 0,6 = 2,16 т.

Расход извести по чистому продукту при ее дозе 15%.

Ризв=676,6(100-97,9)15/100*100=2,1 т/сут.

Или по товарному продукту:

Ризв=2,1/0,7=3,04 т/сут.

Находим необходимую площадь фильтр-прессов:

F = Wtot * (100 - P1) 1000 / 1000 qT

Где:

Wtot - расход смеси, поступающий на обезвоживание;

Р1 - влажность обезвоженного осадка;

q - пропускная способность фильтр-пресса;

Т - продолжительность работы фильтр - пресса за сутки.

Принимаем к установке 3 рабочих и 2 резервных фильтр-пресса марки ФПАКМ-25У с площадью фильтрующей поверхности 25 м² каждый.

Определение объема образующегося кека при его влажности 50%.

Определение объема образовавшегося фильтрата.

Фильтрат направляется в первичные отстойники или сбрасывается во внутриплощадочную сеть канализации.

3.3.4 Обеззараживание осадка

Обеззараживание механически обезвоженного осадка проводится на установке, состоящей из ленточного конвейера с приемным бункером и газовых горелок инфракрасного излучения. При движении по конвейеру осадок нагревается до температуры 60-65 градусов, что позволяет убить яйца гельминтов и повысить показатели влагоотдачи.

3.3.5 Расчет аварийных иловых площадок

Определение полезной площади иловых площадок:

Где:

Мк =676,6 м³/сут. - объем образующегося в фильтр-прессах;

h=1м³ - нагрузка на иловые площадки;

К=1 - климатический коэффициент.

.

Определение площади одной карты:

В соответствии с рекомендациями размеры одной карты принимаются шириной - 50 м и длиной - 120 м.

F=50•120=6000 м².

Определение количества аварийных площадок:

3.3.5 Расчет площадок

Для подсушивания песка, поступающего из песколовок, предусматриваются площадки с ограждающими валиками, располагаемые вблизи песколовок. Полезная площадь площадок:

F = (P•* Nпр•* 365) / 1000•* h = 0,02•* 233769•* 365 / (1000 * 3) = 569 м²

Где:

h- нагрузка на площадку, которую необходимо принимать не более 3 м³/(м²•год) (с периодической выгрузкой подсушенного песка в течение года.

Принимаем 2 карты площадок размером в плане 15х25м каждая с высотой ограждающего валика 1 м. Посреди каждой карты предусматривается забор из досок. Удаление воды с площадок в дренажную сеть проходит через водосливы с переменной отметкой порога.

Удаляемая с площадок вода, направляется в начало очистных сооружений. Объем дренажных вод, отводимый за сутки с площадок, при разбавление песка в пульпе 1:20 по массе составит:

Q = (P * N * T) / 1000 * 1.5 * 20 = (0,02 * 233769 * 2) / 1000 * 1,5 * 20 = 140,26 м²

Где:

Т - период между чистками песколовок: Т? 2 сут.

4. Сооружения по обеззараживанию сточных вод

Завершающим этапом перед спуском в водоем очищенных сточных вод является их обеззараживание для уничтожения патогенных организмов и исключения заражения водоема этими микробами. Наиболее широко для этой цели используют хлор, доставляемый на очистную станцию в баллонах или контейнерах под высоким давлением в жидком состоянии.

Установка для дезинфекции сточных вод хлором состоит из расходного склада хлора, узлов испарения жидкого хлора, дозирования газообразного хлора и образования хлорной воды.

Расчетная доза активного хлора после полной биологической очистки принимается равной 3 г/мі.

Расход хлора за один час при максимальном расходе:

.

Расход хлора в сутки:

.

Предусматривается установка двух хлораторов: один рабочий и один резервный. Определим, сколько баллонов-испарителей необходимо иметь для обеспечения полученной производительности:

Где:

- выход хлора из одного баллона. Принимаем баллоны вместимостью 40 л, установленные вертикально, = 0,7 кг/(ч·м²).

.

Проектом предусматриваются две самостоятельные установки для испарения хлора из баллонов и его дозирования. Одна из них является резервной.

Для размещения оборудования и хлора в баллонах предусматривается строительство здания, состоящего из двух помещений: хлордозаторной и расходного склада хлора. Баллоны-испарители хранятся в расходном складе хлора.

Заторная обеспечивается подводом воды питьевого качества с расходом:

Где:

= 0,4 мі/кг - норма водопотребления, мі на 1 кг хлора.

.

Хлорная вода для дезинфекции сточной воды подается перед смесителем. Принимаем смеситель типа «лоток Паршаля» с горловиной шириной 1 м.

Этот смеситель состоит из подводящего раструба, горловины и отводящего раструба. Боковые стенки горловины строго вертикальны, а дно имеет уклон в сторону движения воды. В результате сужения сечения и резкого изменения уклона дна в отводящем раструбе происходит гидравлический прыжок, в котором и происходит интенсивное перемешивание хлорной воды со сточной.

Объем резервуара:

Где:

Т - продолжительность контакта хлора со сточной водой,
Т = 30 мин.

.

При скорости движения сточных вод в контактных резервуарах
=10 мм/с длина резервуара:

Площадь поперечного сечения:

При глубине Н=2,5 м и ширине каждой секции В = 6 м число секций:

Принимаем число секций, равное 2.

Фактическая продолжительность контакта воды с хлором в час максимального притока воды:

С учетом времени движения воды в отводящих лотках продолжительность контакта воды с хлором составит около 0,75 ч.

Принимаем контактные резервуары с ребристым днищем, в лотках которого установлены смывные трубопроводы с насадками, а по продольным стенам смонтированы аэраторы и перфорированные трубы. Осадок удаляется в приемную камеру один раз в 5-7 суток. При отключении секции осадок взмучивается технической водой, поступающей из осадков, и смесь перекачивается в начало очистных сооружений. Для поддержания осадка во взвешенном состоянии смесь в резервуаре аэрируют.

После обеззараживания сточных вод их выпускают в водоем.

5. Определение гидравлических потерь по очистным сооружениям и в коммуникациях очистной станции

Сточные воды должны проходить по очистным сооружениям самотеком (4.149), осадок же чаще всего приходится перекачивать из первичных отстойников, активный ил - из вторичных отстойников в аэротенки, а избыточный ил - на последующую обработку (4.150).

Для самотечного движения сточной воды по всем сооружениям очистной станции необходимо, чтобы отметка поверхности волы в подводящем канале превышала отметку воды в водоеме при высоком горизонте. Установка для перекачки активного ила - на величину, достаточную для компенсации всех потерь напора по пути движения воды по сооружениям с учетом запаса 1 - 1,5 м., который необходим для обеспечения свободного истечения воды из оголовка выпуска в водоем. Нормальная работа очистной станции в большой мере зависит от правильного определения гидравлических потерь.

Все виды этих потерь можно классифицировать следующим образом:

1) потери на трение при движении сточной воды по трубам и лоткам, соединяющим отдельные сооружения;

2) потери при сливе воды через водосливы, отверстия на входах и выходах в каналы, в конструктивных и контрольно-измерительных приспособлениях и приборах и др.;

3) потери в сооружениях очистной станции, в местах перепадов уровней воды.

Кроме того, нужно предусмотреть некоторый запас напора с расчетом на будущее расширение очистной станции.

Общая величина потерь напора на очистной станции зависит также от компактности расположения сооружений, т. е., от величины разрывов между ними и, следовательно, длины подводящих лотков, ориентировочно можно принимать ее при механических способах очистки 6 м, при биохимических способах 8 (при аэротенках) и 12 м (при биофильтрах). При более точном определении отметок уровня воды в различных точках очистной станции необходимо учитывать потери на местные сопротивления: при входе и выходе воды из сооружений, в измерительных устройствах и смесителях, в местах поворотов, сужений или расширений к...