Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Определение расчетных расходов сточных вод
• 2. Определение концентрации загрязнений сточных вод
• 3. Расчет сооружений механической очистки и подбор оборудования
• 3.1 Подбор решеток
• 3.2 Песколовки горизонтальные с круговым движением воды
• 3.3 Песковые площадки
• 3.4 Первичные горизонтальные отстойники
• 3.5 Расчет преаэраторов.
• 4. Расчет сооружений биологической очистки
• 4.1 Расчет аэротенков-вытеснителей
• 4.2 Воздуходувное хозяйство
• 4.3 Расчет вторичных отстойников
• 5. Расчет сооружений дезинфекции сточных вод
• 5.1 Расчет хлораторной установки
• 6. Расчет сооружений по обработке осадка
• 6.1 Расчет радиальных илоуплотнителей
• 6.2 Сушка осадка под вакуумом
• 6.3 Расфасовка осадка
• 7. Расчет распределительных лотков, трубопроводов по очистным сооружениям
• 8. Подсобные и вспомогательные сооружения
• 9. Зоны санитарной охраны
• Заключение
• Литература

Введение

К бытовым сточным водам относят воды от кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных столовых, больниц, а также хозяйственные воды образующиеся при мытье помещений. Перечисленные стоки поступают как от жилых и общественных зданий, так и от бытовых помещений промышленных предприятий.

Сточных воды загрязнены различными примесями органического и минерального происхождения, которые могут находиться в них в виде растворов, коллоидов и суспензий. Степень загрязнения сточных вод оценивается концентрацией, т.е. весовым количеством примесей в единице объема в мг/л, или г/м³.

В данном курсовом проекте необходимо выполнить:

· Определить расчетные расходы сточных вод

· Определить концентрацию загрязнений

· Расчитать сооружения механической очистки и подобрать оборудование

· Расчитать сооружения биологической очистки

· Расчитать сооружения дезинфекции сточных вод

· Расчитать сооружения по обработке и утилизации осадка

· Расчитать распределительные лотки и трубопроводы

1. Определение расчетных расходов сточных вод

сточный вода загрязнение атмосферный

Для расчета очистных сооружений сточных вод необходимо определить расчетные расходы сточных вод.

Среднесуточный расход составляет: м³/сут

Откуда среднечасовой расход будет равен: м³/ч

Далее определяем среднесекундный расход: м³/с

Максимальный расход сточных вод , м³/сут, в сутки с наибольшим притоком сточных вод с учетом коэффициента неравномерности =1,2 будет равен:

м³/сут

м³/ч

Общий коэффициент неравномерности [1, с. 3, табл. 2] определяем интерполяцией с учетом нашего среднесекундного расхода =637 л/с.

м³/с

Число жителей в данном населенном пункте составит:

чел

2. Определение концентрации загрязнений сточных вод

Концентрация загрязнений сточных вод определяется по формуле

где а -количество загрязнений на одного человека или единицу продукции, г/сут;

а=65 г/сут по взвешенным веществам на 1 жителя и а=75 г/сут по БПК₂₀ на 1 жителя.

мг/л

мг/л

мг/л

мг/л

мг/л

Концентрация загрязнения в смеси сточных вод определяется по формуле

Концентрация загрязнения смеси сточных вод взвешенными веществами:

г/м³

Концентрация загрязнения смеси сточных вод по БПК₂₀

г/м³

г/м³

г/м³

г/м³

3. Расчет сооружений механической очистки и подбор оборудования

3.1 Подбор решеток

Решётки применяют для задержания из сточных вод примесей. Они являются сооружениями. Подготавливающими сточные воды к дальнейшей. Более полной доочистке.

Эффект работы канализационных решёток зависит от правильности их расчёта, заключающегося в определении размера решёток и потерь напора в них.

Расчетный расход определяем как сумму сточных вод от промпредприятия и бытовых.

Принимая глубину воды в камере решётки h₁ =1,4 м, среднюю скорость воды в прозорах между стержнями _ср = 1 м/с и ширину прозоров b = 0,016 м, количество прозоров решётки определяем по формуле:

где q - максимальный расход сточных вод, м³/с;

h₁ - глубина воды перед решёткой, м;

_р - средняя скорость в прозорах решётки, м/с;

к_з - коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями

и задержанными загрязнениями, равный 1,05;

b - ширина прозоров решётки, равная 0,016 м.

прозоров

Принимаем толщину стержней решётки S = 0,008 м. Ширину решёток находим по формуле:

В_р = S(n-1) + b·n

В_р = 0,008(45 - 1)+0,016·45 =1,07 м

Принимаем две рабочих и одну резервную решётку, ширина каждой из которых составляет:

м

В соответствии с выполненными расчётами выбираем типовую решётку

МГ 7Т со следующими данными:

- размеры камеры перед решёткой

- число прозоров п = 31;

- угол наклона решётки к горизонту ;

- перепад между дном камеры до и после решётки Z₁- Z₂=0.1 м

Проверяем скорость воды в прозорах решётки. При принятых размерах она будет равна:

мс.

Вычисляем длину камеры решётки:

l_p = l₁ + l₂ = 1,2 + 0,8 = 2 м (величины l₁ и l₂ приняты конструктивно).

Отметка уровня воды

Z₃ = Z₁ + h₁ = 0,1 + 1,4 = 1,5 м.

Рисунок 1 - Схема установки решётки.

Для определения отметки уровня воды в канале после решётки Z₄ составим уравнение Бернулли для двух сечений: перед решёткой и после решётки относительно плоскости, проходящей по дну камеры решётки (после решётки):

,

где h_м - местные потери напора, определяемые по формуле:

,

где р - коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие загрязнения решётки, принимаются равными 3;

- коэффициент местного сопротивления;

v - скорость движения воды в камере перед решёткой, м/с;

g - ускорение свободного падения.

Коэффициент местного сопротивления решётки находим по формуле:

,

где - коэффициент равный 2,42 для прямоугольных сечений.

С учётом принятых обозначений и условий:

Z₁=0,1 м; Z₂= 0 м; м;

м;

С учётом полученных данных уравнение Бернулли приобретает вид:



Рисунок 2 - График функции

Решая уравнение графическим методом получаем h₂ = 1,48 м. Отметка уровня воды

Z₄ =1,48 м.

Определим количество загрязнений, улавливаемых решётками. Количество отбросов, стекаемых с решёток, имеющих ширину прозоров b = 16 мм, равно 8 л/год на 1 человека.

Объём улавливаемых загрязнений

м³/сут.

При их плотности кгм³ масса загрязнений составляет:

М =4,663·0,75 = 3,50 тсут.

Для измельчения задерживаемых загрязнений принимаем две дробилки молоткового типа Д- 3б (в том числе одну резервную) со следующими техническими характеристиками:

- производительность 600 кг/час;

- мощность электродвигателя 22 кВт.

3.2 Песколовки горизонтальные с круговым движением воды

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

Принимаем 2 рабочих отделения песколовки. Площадь живого сечения каждого отделения определяем по формуле:

,

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

n - количество отделений, n = 2.

м²

Принимаем сечение песколовки показанное на рисунке 3 с размерами

h₁ =1,85 м, h₂ =1,5 м, h₃ =0,31 м, В=1,5 м; . В

Рисунок 3. Сечение песколовки с круговым движением воды

При этих размерах площадь площадь живого сечения каждого отделения составит:

м²_.

Принимаем время обработки воды t=40 c. При этом длина песколовки должна составлять:

L=v•t=0.340=12 м.

Диаметр по оси проточной части D₀, м:

м

Полный диаметр песколовки составит:

м;

Принимаем типовой диаметр песколовки 6 м.

Удаление осадка из песколовки предусматриваем с помощью гидромеханической системы.

Объём осадка в сутки:

, м³/сут

где N- приведенное число жителей, чел.

м³/сут

Удаление осадка производим гидроэлеватором с рабочим напором 20 м на песковые площадки.

3.3 Песковые площадки

Песок из песколовок выгружается с помощью гидроэлеваторов и пульпопровода с большим количеством воды, поэтому требуется его обезвоживание. С этой целью устраивают песковые площадки, располагаемые вблизи песколовок.

Песковые площадки устраивают с ограждающими валиками высотой 1 - 2 м. Размеры площадок принимаем из условия нагрузки на них до 3 м³/м² в год (с периодической выгрузкой подсушенного песка).

Объём удалённого из песколовки песка составляет 4,255 м³/сут, что составляет

1553,1 м³/год.

Тогда площадь площадок составит

м²

Принимаем 2 песковые площадки размерами м, общей площадью 518.2 м².

3.4 Первичные горизонтальные отстойники

Для улавливания из сточных вод нерастворенных загрязнений применяют отстойники периодического (контактные) и непрерывного (проточные) действия. В практике очистки сточных вод в основном используются отстойники непрерывного действия.

По направлению движения жидкости в сооружении отстойники подразделяют на два основных типа: горизонтальные и вертикальные. Для очистки сточных вод широко используют также радиальные отстойники, которые являются разновидностью горизонтальных.

В последние годы получили распространение так называемые тонкослойные отстойники. Особенность их заключается в том, что отстойная зона разделяется полочными секциями и трубчатыми элементами на неглубокие слои, где обеспечивается ламинарное движение осветленной воды.

В зависимости от назначения в технологической схеме очистной станции отстойники подразделяются на первичные и вторичные. Первичные отстойники служат для предварительного осветления сточных вод, поступающих на биологическую или физико-химическую очистку, а вторичные - для осветления сточных вод, прошедших биологическую или физико-химическую очистку. В качестве первичных и вторичных отстойников в ряде случаев возможно применение осветлителей со взвешенным слоем осадка.

Выбор типа и числа отстойников при проектировании должен производиться на основании технико-экономического их сравнения с учетом местных условий. Вертикальные отстойники целесообразно применять при производительности очистной станции до 20 000 м³/сут; горизонтальные - более 15000 м³/сут; радиальные - более 20 000 м³/сут; осветлители со взвешенным слоем осадка применяют при производительности очистной станции до 100000 м³/сут.

Для расчета принимаем горизонтальные отстойники с преаэраторами, имеющие эффект осветления 65-68% по взвешенным веществам.

Ширину каждого отделения В, м, отстойника определим по формуле

,

где q_max - максимальный расход сточных вод, м³с

n - число отделений, принимаем n=12

Н₁ - глубина проточной части отстойника,м, принимаем Н₁=2,7 м

- средняя скорость потока в пределах рабочей длины отстойника, мс

м.

Принимаем ширину отделений В=6 м. Скорость движения воды в отстойнике будет

мс

Условную гидравлическую крупность U, м/с, определим по формуле

мс

где Н₁ - высота столба воды, равная высоте проектируемого отстойника, м

t₁ - требуемая продолжительность осветления воды в цилиндре

высотой h₁=500 мм, принимаем t₁=1630 с

n - показатель степени, принимаем n=0,1 (t=20С)

мс

При температуре воды, которую будет иметь реальная сточная вода, условная гидравлическая крупность U, м/с, может быть определена по формуле

,

где _л и _п - динамическая вязкость воды, полученной в лабораторных условиях, при t=10C _л=0,0101 и _п=0,0131

мс

Вертикальную турбулентную составляющую , м/с, определим по формуле

мс

Длину отстойника L, м, определим по формуле

,

где К - коэффициент использования объёма отстойника, принимаем К=0,5

м

Общий объём проточной (рабочей) части сооружений

м³

Масса улавливаемого осадка в сутки составит

тсут

При влажности W_ос=95% и плотности =1 тм³ объём осадка

м³сут

Осадок сгребается в бункер скребковым механизмом цепного типа и удаляется из бункера по трубопроводу под гидростатическим напором 1,5 м.

Общая высота отстойника на выходе

м

м.

Для накопления осадка вначале сооружения проектируется бункер в виде перевернутой усеченной пирамиды, верхнее основание которого имеет размер 5.6x5.6 м, а нижнее 0.5х0.5 м. Высота пирамиды 2 м

Рисунок 3 Горизонтальный отстойник а --разрез: б --план; 1 -- подводящий лоток; 2-- распределительный лоток; 3 -- полупогружные доски; 4 -- сборный лоток; 5--отводной лоток; 6 --лоток для сбора и удаления плавающих веществ; 7 -- трубопровод для удаления осадка

3.5 Расчет преаэраторов.

На проектируемой очистной станции перед отстойниками устраиваем специальные сооружения - преаэраторы, в которых сточные воды кратковременно аэрируют, чтобы повысить эффект осветления в отстойниках.

Время пребывания сточных вод в преаэраторе t_аэр составляет 10-20 минут.

Расход воздуха в преаэраторе q_уд=0,5 м³/м³ сточных вод.

Объем преаэратора определим по формуле:

,

где - максимальный часовой расход сточных вод, .

.

Площадь , м², преаэраторов равна:

,

где - высота преаэратора, равна глубине проточной части отстойника.

м².

Ширина преаэратора равна ширине отстойника. Количество преаэраторов равно числу отстойников.

Площадь одного преаэратора равна:

 , ,

где - количество преаэраторов.

м².

Длину преаэратора определим по формуле:

, м,

где В - ширина преаэратора, м.

м.

Принимаем L=4.7 м

Расход воздуха определим по формуле:

м³.

Подбираем для подачи воздуха две воздуходувки ТВ-42-1.4 (одна резервная) со следующими характеристиками:

Производительность 2500 м³/ч;

Давление 0,14 МПа;

Мощность двигателя 46 кВт.

4. Расчет сооружений биологической очистки

4.1 Расчет аэротенков-вытеснителей

Аэротенк представляет собой резервуар, в котором медленно движется смесь активного ила и очищаемой сточной жидкости. Для лучшего и непрерывного контакта они постоянно перемешиваются путем подачи сжатого воздуха или с помощью специальных приспособлений.

Принимаем к расчету аэротенки-вытеснители с регенераторами и определяем степень рециркуляции активного ила по формуле:

,

где а - доза ила в аэротенке, принимаем ориентировочно а=3 г/л;

j - иловый индекс, принимаем j=100 см³/г.

Определим БПКполн. сточных вод, поступающих в аэротенк-вытеснитель с учетом разбавления циркуляционным активным илом по формуле:

, мг/л,

где - БПК_полн постпающих сточных вод, мг/л;

- БПК_полн очищенных сточных вод, мг/л, =15 мг/л.

мг/л.

мг/л.

Продолжительность пребывания сточных вод в аэротенке:

, ч.

, ч.

Произведем предварительный подсчет дозы ила в регенераторе по формуле:

, г/л.

г/л.

Удельная скорость окисления , мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества активного ила в 1 ч:

, мг/г^.ч,

где - максимальная скорость окисления, мг/(г^.ч), принимаем =85 мг/(г^.ч);

С - концентрация растворенного кислорода, мг/л, С=2 мг/л;

К_L - постоянная, характеризующая свойства органических загрязнений, мг БПК_полн/л, К_L=33 мг/л;

К_о - постоянная, характеризующая влияние кислорода, мг О₂/л, К_о=0,625 мг О₂/л;

- коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, =0.07 л/г.

мг/г^.ч.

Продолжительность окисления загрязнений определим по формуле:

, ч,

где s - зольность ила, s=0.3 для городских сточных вод.

, ч,

Период регенерации ила определим по формуле:

, ч

, ч

Продолжительность пребывания воды в системе «аэротенк-регенератор» равна:

, ч.

ч

Объем аэротенка определим по формуле:

, м³,

где - максимальный часовой расход сточных вод, м³/ч.

м³.

Объем регенератора определим по формуле:

, м³.

, м³.

Для уточнения илового индекса определим среднюю дозу ила в системе «аэротенк-регенератор»:

, г/л.

, г/л.

Определим нагрузку на 1 г беззольного вещества активного ила по формуле:

, мг/(г^.сут).

, мг/(г^.сут).

По таблице 3.2 [3] для городских сточных вод при q_ил=356,515 мг/(г^.сут) иловый индекс j=76 см³/ г, что отличается от предварительно принятой величины j=100 см³/ г. Поэтому необходимо уточнить степень рециркуляции активного ила по формуле:

Полученная величина значительно отличается от предварительно расчитанной, поэтому требуется корректировка по БПК_полн с учетом рециркуляционного расхода L'_a и продолжительности пребывания сточных вод в аэротенке t_a.

мг/л.

, ч.

Получим:

г/л.

мг/г^.ч.

, ч,

, ч

ч

м³.

, м³.

, г/л.

Вычислим нагрузку на 1 г беззольного вещества активного ила:

, мг/(г^.сут).

При этой нагрузке j=79,5 см³/ г, R=0.31, что незначительно отличается от скорректированных величин j=76 см³/ г и R=0.295, следовательно, в дальнейшем уточнении расчетных параметров нет необходимости, так как степень рециркуляции должна быть не менее 0.3 для отстойников с илососами. Окончательно принимаем R=0.31, j=79,5 см³/ г и дальнейшего уточнения расчетных параметров аэротенков-вытеснителей с регенераторами не производим. По таблице 3.7 [3] подбираем четыре секции четырехкоридорных аэротенков-вытеснителей (типовой проект 902-2-178) с шириной каждого коридора 4,5 м, длиной 54 м, рабочей глубиной 3,2 м и объемом каждой секции 3108 м³. Общий объем аэротенков 12432 м³.

Из общего объема каждой секции два коридора выделяются под аэротенки и два коридора под регенераторы. Фактическое время пребывания обрабатываемых сточных вод в системе «аэротенк-регенератор» составит:

, ч.

ч,

что практически равно расчетному времени t_a-p=4,254 ч.

Расчет системы аэрации

В аэротенках-вытеснителях аэраторы располагаются неравномерно в соответствии со снижением загрязнений. Принимаем пневмотическую систему аэрации с мелкопузырчатыми аэраторами.

Определим удельный расход по формуле:

, м³/ м³,

где z - удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой БПК_полн, принимаем z=1.1 мг/мг;

К₁ - коэффициент, учитывающий тип аэратора; принимаем К₁=1.47;

К₂ - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэраторов h_a; (h_a=H-0.3=3.2-0.3=2.9 м), принимаем К₂=2.56 (таблица 3.4 [3]);

n₁ - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод;



Т_ср - средняя температура сточных вод за летний период, ^оС;

n₂ - коэффициент качества сточных вод, принимаем n₂=0.82;

С_р - растворимость кислорода в воде, мг/л:

С_т - растворимость кислорода воздуха в воде в зависимости от температуры и давления, принимаем по таблице 3.5 [3] С_т=9,02 мг/л;

мг/л;

С - средняя концентрация кислорода в аэротенке, С=2 мгл.

м³м³.

Общий расход воздуха равен

м³ч.

Определим среднюю интенсивность аэрации по формуле

, м³м²·ч,

где Н - рабочая глубина аэротенка

t - продолжительность аэрации, ч

м³м²·ч.

Интенсивность аэрации на первой половине аэротенка и регенератора I₁=1,33·I_ср а на второй I₂=0,67·I_ср.

Принимаем аэраторы дырчатых труб (табл. 3.25 [3]) с наружным диаметром d=114 мм и числом отверстий на 1 м аэратора - 80. Удельная производительность такого аэратора q_возд=73 м³ч·м, а площадь одного ряда дырчатых труб f'=0,12 м²м.

Число рядов дырчатых труб на первой половине аэротенка и регенератора

,

а на второй половине

.

Принимаем на первой половине аэротенка и регенератора 6 рядов дырчатых труб, на второй половине - 4 ряда, соответственно распределив расходы воздуха.

По таблице 3.25 [3], длина участка, обслуживаемая одним стояком для подвода воздуха, равна 27 м. Следовательно, при длине коридора 54 м каждый из них должен обслуживаться четырьмя стояками.

4.2 Воздуходувное хозяйство

• Требуемый общий напор воздуходувок ,м, определим по формуле
• ,
• где h_тр - потери напора по длине воздуховодов от воздуходувки до наиболее удалённого стояка, м
• h_м - потери напора на местные сопротивления в воздуховодах,м
• h_ф - потери напора в фильтросных пластинах, равные 0,7 м
• Н - рабочая глубина аэротенка, м.
• Для расчёта воздуховодов используем таблицу потерь напора в вентиляционных трубах при температуре воздуха 20С и давлении 0,1 Мпа.
• На изменение температуры вводится поправка
• При расчётной температуре 30С по таблице 3.17 [3] находим _t=0,98.
• На изменение давления воздуха p, МПа, вводим поправку _p, приняв p=0,15 МПа, получим _p=1,41.
• С учётом поправок потеря напора по длине воздуховодов
• [мм]
• где i - потери напора на единицу длины воздуховода при температуре воздуха 20єС и p=0,1 МПа
• l_тр - длина воздуховода, м.
• Потери напора на местные сопротивления:
• [мм]
• где ж -коэффициент, зависящий от вида местного сопротивления
• х - скорость движения воздуха, м/с;
• с - плотность воздуха при расчётной температуре, кг/мі;
• кг/мі;
• где Т=30єС - температура воздуха
• Сведём расчёт в таблицу 1; получим:
• h_тр=3,19 мм?0,00319 м;
• h_м=2,96 мм?0,00296 м.
• Таблица 1 - Расчёт воздуховодов

Участок воздуховода	Lтр, м	Q, м3/с	d, мм	х, м/с	i, мм/м	i•L	hтр, мм	Местное сопротивление	ж	hм, мм
I-1	120	7,61	1000	9,85	0,08	9,6	1,41	Два колена	0,6	0,76
1-2	18	5,7	800	11,7	0,14	2,52	0,37	Переход, тройник на проход	0,08 0,1	0,32
2-3	18	3,8	800	7,43	0,06	1,08	0,16	Переход,	0,08	0,13
								тройник на проход	0,1
3-4	34	1,9	600	6,74	0,07	2,38	0,35	Переход, колено, задвижка, тройник на проход	0,08 0,3 0,1 0,1	0,35
4-5	1	1,33	500	6,72	0,09	0,09	0,01	тройник на проход	0,1	0,06
5-6	25	0,78	400	6	0,1	2,50	0,37	Переход, тройник в ответвл.	0,08 1,5	0,75
6-7	8,5	0,39	250	7,94	0,37	3,15	0,46	Переход, задвижка, тройник на проход	0,08 0,1 0,1	0,23
7-8	5	0,195	250	3,91	0,08	0,40	0,06	Переход, колено, задвижка, колено, выход из трубы	0,08 0,3 0,1 0,3 1	0,36
У							3,19 мм			2,96 мм

• Требуемый общий напор:
• м.
• Полное давление воздуха:
• Мпа.
• Воздуходувки подбираем по таблице 3.20 [3], исходя из полного давления воздуха 0,139 Мпа и расчётного расхода воздуха Q_возд=27390,5 мі/ч. В здании воздуходувной станции устанавливаем две рабочие и одну резервную воздуходувки типа ТВ-300-1,6 производительностью 18000 мі/ч каждая.
• Рис.4. Расчетная схема воздуховодов: I - Здание воздуходувной станции;II - воздухопроводная сеть;III - секция аэротенков.

4.3 Расчет вторичных отстойников

Вторичные отстойники предназначены для задержания активного ила, поступающего вместе с очищенной водой из аэротенков или для задержания биололгической плёнки, вымываемой водой из биофильтров.

В данном курсовом проекте принимаем горизонтальные вторичные отстойники.

Нагрузка на поверхность вторичных отстойников после аэротенков определяется по формуле

м³м²·ч

где K_set - коэффициент использования объёма зоны отстаивания, для горизонтальных отстойников принимаем равным 0,5

H_set - расчётная глубина отстойников, м

j_i - иловый индекс, см³ч

a_i - концентрация ила в аэротенке, гл

a_t - концентрация ила в осветлённой воде, принимаем a_t=15 мгл

м³м²·ч.

Общий расход с учётом рециркуляционного составит

, м³ч,

где R - коэффициент рециркуляции

м³ч.

Общая площадь вторичных отстойников составит

м².

Площадь одной секции при общем их количестве n=12

м².

Принимаем горизонтальные вторичные отстойники с размерами 6x32 м. Тогда площадь одной секции F₁ составит 192 м².

Фактическое время пребывания воды в отстойнике

, ч,

где V_отс - объём зоны отстаивания, равный

м³.

ч.

5. Расчет сооружений дезинфекции сточных вод

Для уничтожения патогенных микроорганизмов и исключения заражения ими водоёмов сточные воды перед спуском в водоёмы должны обеззараживаться.

Сточные воды рекомендуется обеззараживать жидким хлором или гипохлоритом натрия, полученным на месте в электролизерах. Для этой цели могут также использоваться хлорная известь и гипохлорит кальция (при расходах до 1000 мі/сут), озон и др.

Установка для дезинфекции сточных вод хлором состоит из следующих элементов:

- расходного склада хлора;

- узлов испарения жидкого хлора;

- узлов дозирования газообразного хлора и образования хлорной воды;

Для небольших установок хлор испаряют в той таре, в которой он хранится. Если требуется более 30 кг/ч хлора, то применяют испарители с искусственным подогревом.

5.1 Расчет хлораторной установки

Принимаем дозу хлора для дезинфекции вод Д_хл= 3 г/м³. Расход хлора за 1 ч при максимальном расходе

кг/ч.

Расход хлора в сутки

 кг/сут.

В хлораторной предусматривается установка двух хлораторов ЛОНИИ-100К. Один хлоратор рабочий, а другой - резервный.

Определим, сколько баллонов-испарителей необходимо иметь для обеспечения полученной производительности в 1 ч:

,

где - выход из одного баллона, кг/ч; =2 кг/ч (таблица 5.1 [3]) для баллонов расположенных под углом 90^о.

Принимаем баллоны вместимостью 40 л, содержащие 50 кг жидкого хлора.

Принимаем в данном курсовом проекте две самостоятельные установки для испарения хлора из баллонов и его дозирования. Одна из них является резервной.

В соответствии с действующими нормами для размещения оборудования и хлора в баллонах предусматривается строительство здания, состоящего из двух помещений: хлордозаторной и расходного склада хлора. Хлордозаторная оборудуется двумя выходами: один - через тамбур и второй - непосредственно наружу (со всеми дверями, открывающимися наружу). Расходный склад хлора изолируют от хлордозаторной огнестойкой стеной без проемов.

Баллоны-испарители хранятся в расходном складе хлора. Для контроля за расходованием хлора на складе устанавливают двое циферблатных весов марки РП-500-Г13(м), на которых размещается по пять баллонов. Каждые весы с баллонами являются частью двух самостоятельных установок для испарения и дозирования хлора, работающих периодически.

Всего за сутки будет использоваться 60/50=1,2баллона. Таким образом, в момент начала работы установки, когда на весах будет установлено 5 баллонов, запас хлора будет достаточен для работы в течении: 10/1,2=8,3сут.

При выработке газа из пяти баллонов на одних весах запас хлора будет достаточен для работы в течении: 5/1,2=4,15сут.

В хлораторной помещаем два хлоратора ЛОНИИ-100К и два баллона (грязевика) вместимостью 50 л. Каждый хлоратор, баллон (грязевик) и одни весы с баллонами-испарителями, расположенные на расходном складе, образуют самостоятельную технологическую схему для испарения и дозирования хлора, работающую периодически.

Хлордозаторная обеспечивается подводом воды питьевого качества с давлением не менее 0.4 МПа и расходом:

м³/ч,

где - норма водопотребления, м³ на 1 кг хлора, =0,4 м³/кг.

Хлорная вода для дезинфекции сточной воды подается перед смесителем. Принимаем смеситель типа «лоток Паршаля» с горловиной шириной 1200 мм.

Рисунок 5. Смеситель типа «лоток Паршаля»: 1. Подводящий лоток;2. переход; 3. трубопровод хлорной воды; 4. подводящий раструб; 5. горловина; 6. отводящий раструб; 7. отводящий лоток; 8. створ полного смешения.

Для заданного расхода размеры смесителя, м, составят:

A=1,73

D=1.68

H'=0.59

l'=7.4

b=1

B=1.2

E=1.7

H=0.63

l=11

C=1.3

H_A=0.61

L=6.6

l”=13.97

Для обеспечения контакта хлора со сточной водой запроектируем контактные резервуары по типу горизонтальных отстойников.

Объем резервуаров:

, м³,

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

, м³,

При скорости движения сточных вод в контактных резервуарах мм/м длина резервуара L, м, составит:

м.

Площадь поперечного сечения , м², равна:

м².

При глубине Н=2.6 м и ширине каждой секции b=6 м число секций:

.

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

ч = 30,6 мин.

С учетом времени движения воды в отводящих лотках фактическая продолжительность контакта воды с хлором составит около 31 мин.

Принимаем контактные резервуары, разработанные ЦНИИЭП инженерного оборудования. Они имеют ребристое днище, в лотках которого расположены смывные трубопроводы с насадками, а по продольным стенам смонтированы аэраторы и перфорированные трубы. Осадок удаляют один раз в 5-7 суток. При отключении секции осадок взмучивается технической водой, поступающей из насадков, и возвращается в начало очистных сооружений. Для поддержания осадка во взвешенном состоянии смесь в резервуаре аэрируют сжатым воздухом при интенсивности 0,5 м³/(м²ч).

Для подачи сжатого воздуха в контактные резервуары принимаем две воздуходувки ВК-12 (одна резервная).

6. Расчет сооружений по обработке осадка

6.1 Расчет радиальных илоуплотнителей

Расчёт илоуплотнителя ведут на максимальный часовой приток избыточного активного ила

м³ч.

где Р_max - содержание избыточного активного ила, гм³.

С - концентрация уплотняемого активного ила, С=20 гм³.

Прирост активного ила:

,

где В_в - концентрация взвешенных веществ, поступающих в аэротенк, мг/л

К_н - коэффициент прироста активного ила, К_н=0,3-0,5

гм³

гм³

Предполагаем, что будут использованы два радиальных илоуплотнителя. Согласно СниП 2.04.03-85 при С=20 гл принимаем расчётную нагрузку на площадь зеркала уплотнителя q_c?0,3 м³(м²·ч). Полезная площадь поперечного сечения радиальных илоуплотнителей

м².

Диаметр радиального илоуплотнителя определяется по формуле

D=м.

Принимаем к установке два типовых радиальных илоуплотнителя диаметром D=9 м (оба рабочие).

Общая высота илоуплотнителя , м, определяется по формуле

,

где Н - необходимая высота рабочей зоны илоуплотнителя, при

продолжительности уплотнения 9 часов составит Н=0,3·9=2,7 м

h - высота зоны залегания ила, равная 0,3 м при илоскрёбе

h_Б. - высота бортов над уровнем воды, 0,1 м

м.

Рисунок 6 - Радиальный илоуплотнитель: 1. Рельсовый путь; 2. Лоток; 3. центральная труба; 4. приямок для устранения ила; 5. Мост; 6. лоток для осветления жидкости; 7. скребковый механизм; 8. поступление избыточного ила.

6.2 Сушка осадка под вакуумом

Смесь сырого осадка и уплотненного активного ила подается на вакуум-сушильные установки. Процесс сушки происходит под вакуумом, создаваемым конденсацией вторичного пара в барометрическом конденсаторе и с помощью вакуум-насоса. В рубашку сушильного аппарата подается пар из котельной с температурой 140-150 ^оС. Вследствие вакуума в аппарате кипение осадка и выпаривание влаги происходит при температуре 65-70 ^оС.

Количество сухого вещества осадка Q_сух и активного ила N_сух , образующихся на станции, т. в 1 сут., рассчитывают по следующим формулам:

т/сут.

Вынос активного ила из вторичного отстойника принимаем равным 15 мг/л. Тогда количество активного ила определим по формуле:

,

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

- БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды, мг/л, =246.63 мг/л,

Э - эффективность задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках;

Q - средний расход сточных вод, м³/сут;

- вынос активного ила из вторичных отстойников, мг/л;

а - коэффициент прироста активного ила;

т/сут.

Количество беззольного вещества осадка Q_без и активного ила N_без, т/сут, вычисляют по формулам:

;

,

где - гигроскопическая влажность сырого осадка и активного ила, %;

, - зольность сухого вещества осадка ила, %.

т/сут;

т/сут.

При удалении осадка из отстойников плунжерными насосами влажность его можно принять 94%, влажность уплотненного активного ила 97%, плотность осадка и активного ила можно считать равной 1 т/м³. Тогда расход сырого осадка и избыточного активного ила определим по формулам.

, м³/сут

, м³/сут,

где - влажность сырого осадка, %;

- влажность избыточного ила;

, - плотность осадка и активного ила.

м³/сут

м³/сут

Общий расход осадков на станции по сухому веществу:

т/сут.

По беззольному веществу:

т/сут.

По объему смеси фактической влажности:

м³/сут;

Подсчитаем по формуле среднее значение влажности:

Количество испаряемой воды определим по формуле:

,

где - расход смеси осадка и ила, л/сут;

- начальная влажность осадка,%;

- конечная влажность осадка,%.

м³/сут.

На станции устанавливаем вакуумсушку ВГСУ-3000, имеющую рабочий объем барабана 30 м³ и производительность по испаряемой влаге 3960 кг/ч. За один цикл в аппарате обрабатывается объем осадка, равный тройному рабочему объему аппарата, который равен половине его геометрического объема.

Объем осадка, обрабатываемого за 1 цикл сушки:

,

где - рабочий объем аппарат, м³.

м³.

Количество воды, выпариваемой в аппарате за 1 цикл:

м.

Требуемое количество циклов для испарения суточного объема воды:

Продолжительность цикла сушки одного сушильного аппарата

,

где Р- производительность аппарата по испарённой влаге, кг/ ч.

Количество циклов на один аппарат в сутки:

часа

Необходимое число сушилок

Принимаем 6 рабочих и 1 резервный аппарат по сушке осадка.

Необходимый расход пара:

т/ч

6.3 Расфасовка осадка

Принятая проектом технология расфасовки и упаковки сухого осадка в мягкую тару предусматривает следующую схему: высушенный осадок цеха термической сушки с помощью транспортера с погруженными скребками подается на цепной элеватор ЦГ-400. От элеватора сухой осадок может направляться в двух направлениях на расфасовку или на открытый склад. При подаче на расфасовку осадок поступает в два приемных бункера расфасовочных машин, расположенных над транспортером. Производительность расфасовочной машины 200 мешков в 1ч вместимостью 50 кг каждый. Суточная производительность одной машины

т / сут ,где

0,8 - коэффициент использования рабочего времени;

200 - число мешков, заполненных в 1ч;

50кг - масса мешка;

24 - продолжительность работы, ч.

Определим количество высушенного осадка влажностью 35% в 1 сутки по формуле:

, где

- количество обезвоженного осадка влажностью 35%, м³ / сут

- влажность обезвоженного осадка, 94%

- влажность высушенного осадка, 35%

м³ / сут

Исходя из суточной производительности цеха расфасовки 49,11 т/сут сухого осадка определим число расфасовочных машин: шт.

Принимаем 2 машины по расфасовке осадка (одна резервная).

7. Расчет распределительных лотков, трубопроводов по очистным сооружениям

Сточные воды могут поступать на очистные сооружения по напорному трубопроводу и по самотечному коллектору.

Для приема сточных вод из напорного трубопровода в нашем случае устраивают приемную камеру перед очистными сооружениями. Камера перекрывается съемным щитом. Размеры приемной камеры в плане принимаем 2х2.3 м и высотой Н=2 м в соответствии с пропускной способностью очистных сооружений согласно [4, табл. 4.67].

Распределение и транспортирование сточных вод и осадков по отдельным сооружения очистной станции производятся с помощью открытых железобетонных лотков и каналов прямоугольного сечения или трубопроводов. Первый способ предпочтительней, так как легче осуществлять надзор за лотками и их очисткой. Лотки на зимнее время перекрывают съемными щитами. Размер лотков определяют исходя из скорости течения 0.4-0.6 м/с, но не больше 1 м/с.

Строительную высоту лотков принимают на 0.1-0.2 м больше расчетной глубины слоя воды в них.

Наивыгоднейшим сечением прямоугольного канала в соответствии с требованиями гидравлики является такое, при котором .

Скорости протока в трубопроводах при расчетном расходе должны быть больше, чем в открытых лотках или каналах, во избежание отложения в них осадка.

Нормальная работа очистной станции в большей мере зависит от правильности определения гидравлических потерь.

Потери напора для сооружений принятых в данном курсовом проекте, для расчета будут следующие:

ѕ решетки - 0,05…0,2м

ѕ песколовки - 0,1…0,25м

ѕ отстойники горизонтальные - 0,2…0,4м

ѕ преаэраторы - 0,15…0,25м

ѕ аэротенки - 0,25…0,4м

ѕ в контактных резервуарах - 0,4…0,6м

ѕ измерительный лоток - 0,3, где - глубина слоя воды в лотке перед измерительными приборами.

Оптимальные скорости притока зависят от характера сточной жидкости и принимаются в пределах:

ѕ для сырой сточной воды - 0,9…1м / с

ѕ для воды прошедшей песколовку - 0,75…1м / с

ѕ для осветленной воды - 0,6…1 м / с

ѕ для очищенной воды - 0,5…1 м / с

Максимальные скорости 1 - 1,5 м / с.

Распределительные лотки должны приниматься с отношением глубины потока воды в них к ширине h/b 0,5…0,15, причем наиболее выгодно соотношение - 0,5. На очистных сооружениях должны быть приняты 3 - 4 типа лотков.

Гидравлический расчет сведен в таблицу 1.

Вычислим отметку уровня воды в аэротенке по формуле:

, где

Н_зем - отметка земли у аэротенка, Н_зем =130 м.

h - уровень воды в аэротенке, h = 5м.

м

После выполнения гидравлического расчета построим профиль движения сточных вод по очистным сооружениям.

8. Подсобные и вспомогательные сооружения

В здании очистной станции необходимо предусмотреть лаборатории, мастерские, бытовые и вспомогательные сооружения.

Состав и площадки помещений подлежит принимать в зависимости от назначения и производительности станции, а также от состава загрязнений согласно СНиП [1, табл. 26].

Таблица 2 - Площадь помещений при различных производительности очистных сооружений.

Помещения	Площадь помещений, м2, при произво-дительности очистных сооружений, тыс. м3/сут
	от 1,4 до 10	св. 10 до 50	св. 50 до 100	св. 100 до 250	св. 250
Физико-химическая лаборатория по контролю: сточных вод	20	25	25	40 (2 комнаты по 20)	50 (2 комнаты по 25)
осадков сточных вод			15	15	20
Бактериологическая лаборатория		20	22	33 (2 комнаты 18 и 15	35 (2 комнаты 20 и 15)
Весовая		6	8	10	12
Моечная и автоклавная		10	12	15	15
Помещения для хранения посуды и реактивов	6	6	12	15	20
Кабинет заведующего лабораторией		10	12	15	20
Помещение для пробоотборников			6	8	8
Местный диспетчерский пункт	Назначается в зависимости от системы диспетчеризации и автоматизации
Кабинет начальника станции	10	15	15	25	25
Помещение для технического персонала	10	15	20	25 (2 комнаты 10 и 15)	30 (2 комнаты по 15)
Комната дежурного персонала	8	15	20	25	25
Мастерская текущего ремонта мелкого оборудования	10	15	20	25	25
Мастерская приборов	15	15	15	20	20
Библиотека и архив			10	20	30
Помещение для хозяйственного инвентаря			6	8	8

В проектируемой очистной станции предусмотрены подсобные помещения согласно таблице 2 соответствующие заданной производительности 55000 м³.

9. Зоны санитарной охраны

Выбор площадки для строительства очистной станции проводят в увязке с проектом планировки и застройки города, а при наличии схемы районной планировки - в увязке с этой схемой. При этом необходимо учитывать дальнейшую перспективу развития города, промышленный рост и размещение населения, расширение территории города, обеспечение подъездными путями, условия водогазоснабжения, электроснабжение станции.

Площадку для строительства станции очистки сточных вод следует выбирать, как правило, с подветренной стороны для господствующих ветров теплого периода года по отношению к жилой застройке и ниже населенного пункта по течению реки. Она должна по возможности иметь уклон, обеспечивающий самотечное движение сточной воды по сооружениям, и отвод поверхностных вод, располагаться на территории, не затопляемой паводковыми водами, с низким уровнем грунтовых вод и обеспечивать рациональное размещение сооружений на территории как на расчетный период, так и на перспективное развитие станции.

Так как в курсовом проекте имеет место биологическая очистка с использованием аэротенков, то ориентировочные размеры площадки для канализационной очистной станции от 7,5 до 10 га.

Санитарно - защитные зоны исчисляться от границ жилой зоны участков общественных зданий и производственных зданий предприятий пищевой промышленности до границ территории очистных сооружений с учетом их перспективного расширения.

Размеры санитарно - защитных зон для канализационных очистных сооружений следует планировать в зависимости от метода очистки сточных вод и производительности станции.

При сооружениях для механической и биологической очистки с термомеханической обработкой осадка в закрытых помещениях с расчетной производительностью 55 тыс м³ / сут, санитарно защитная зона 300 м.

Разрыв между группами сооружений и отдельными сооружениями на местности с относительно спокойным рельефом:

1. группы одноименных сооружений 2-3 м

2. группы разноименных сооружений 5-10 м

3. группы сооружений механической и биологической очистки 15-20 м.

Заключение

В данном курсовом проекте была запроектирована очистная станция производительностью 55 тыс м³ /сут. для очистки бытовых сточных вод с концентрацией загрязнений по БПК_полн =290,15 г/м³ В составе которой были расчитаны и подобраны следующие очистные сооружения.

ѕ решетки 3 шт, МГ 7Т, ВхН=800x1400 мм;

ѕ две круговые песколовки диаметром 6 м;

ѕ песковые площадки для обезвоживания песка - 2 шт размерами 16x16.2м м

ѕ первичные горизонтальные отстойники (12 отделений с В = 6м, и L = 25,1м, Н = 3,5 м)

ѕ преаэраторы для интенсификации работы первичных отстойников (L = 4,7 м)

ѕ Аэротенки общим объемом V_a=12432 i³- подобрано 4 секции четырех коридорных аэротенков - вытеснителей по типовому проекту 902-2-178 с общей шириной 72 м и длиной 54 м.

ѕ В здании воздуходувной станции устанавливаем 2 рабочие, одна резервные воздуходувки типа ТВ-300 - 1,6 производительностью 18000м³/ч.

ѕ Вторичные горизонтальные отстойники на 12 отделений с размерами в плане 6x32 м.

ѕ 2 радиальных илоуплотнителя диаметром 9 м.

ѕ Для дизинфекции сточных вод в контактные резервуары (L = 18 м, В = 6 м) вводится хлор.

Смесь сырого осадка и уплотненного активного ила подается на вакуум-сушильные установки. Число установок принято семь (одна резервная). Процесс сушки происходит под вакуумом, создаваемым конденсацией вторичного пара в барометрическом конденсаторе и с помощью вакуум-насоса.

Высушенный осадок поступает на расфасовку. К установке принято две расфасовочные машины (одна резервная). Производительность расфасовочной машины 200 мешков в 1 ч вместимостью 50 кг каждый.

Также был произведен гидравлический расчет лотков и трубопроводов по очистным сооружениям и построен профиль движения сточных вод по очистным сооружениям.

Литература

1. СниП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения, М.: Госстрой СССР,1986 г.

2. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Павловского, М.: Стройиздат., 1974 г.

3. Ласков Ю.В., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчета канализациооных сооружений, М.: Высшая школа, 1984 г.

4. Яковлев С.В., Я.А. Карелин, А.И. Жуков, С.К. Колобанов Канализация, изд. 5, М.: Стройиздат, 1975.

Размещено на Allbest.ru

...