Сооружения по образованию осадка при очистке сточных вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Расчет аэротенка

1.1 Расчет аэротенка-вытеснителя с регенерацией активного ила

1.2 Расчет системы аэрации

2. Расчет вторичных отстойников

3. Дезинфекция сточных вод хлором

4. Расчет илоуплотнителей

5. Расчет метантенков

6. Расчет сооружений для промывки осадка

7. Расчет вакуум фильтра

8. Расчет резервных иловых площадок

Список литературы



Введение

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения.

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними, но в связи с резким увеличением отходов возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Выбор оптимальных технологических схем очистки воды - достаточно сложная задача, что обусловлено преимущественным многообразием находящихся в воде примесей и высоким требованиями, предъявленными к качеству очистки воды. При выборе способа очистки учитывают требования, которым должны удовлетворять очищенные воды: при сбросе в водоем - ПДС ( предельно допустимые сбросы) и ПДК (предельно-допустимые концентрации веществ), а при использовании очищенных сточных вод в производстве - те требования, которые необходимы для осуществления конкретных технологических процессов.

В России широко осуществляются мероприятия по очистке производственных сточных вод. Уже сейчас устанавливается в процессе строительства оборудование, управление которым осуществляется при помощи телеметрических систем - что позволяет эффективно управлять всей системой в целом, вовремя реагируя наразличного рода нештатные ситуации при эксплуатации инженерных коммуникаций.

Экономический эффект таких объектов как очистные сооружения может быть улучшен только за счёт снижения эксплуатационных затрат. В свете обозначенных проблем всё большую актуальность приобретает вопрос энергоэффективности.

Оптимизации энергозатрат проводится сразу по нескольким направлениям, а именно: на стадии строительства очистных сооружений; при эксплуатации КОС; при обработке очищенной воды; при обработке осадка.

В данном проекте проектируется сооружения механической и биологической очистки, а также сооружения по образованию осадка.



1. Расчет аэротенка

1.1 Расчет аэротенка-вытеснителя с регенерацией активного ила

БПКполн поступающей сточной воды равно:

мг/л

Принимаем аэротенк - вытеснитель с регенерацией активного ила, поскольку 150 мг/л <БПКполн< 300 мг/л.

Степень рециркуляции активного ила рассчитывается по формуле:

(7.1)

где ai - доза ила в аэротенке, г/л, ai = 3 г/л;

ji - иловый индекс, см3/г, принимаем ji= 84,61 см3/г;

.

БПКполн сточной воды с учетом разбавления рециркуляционным илом

(7.2)

где Len - БПКполн поступающей на очистку сточной воды, Len= 224,06 мг/л;

Lex - БПКполнсточной воды на выходе, Lex= 15 мг/л;

мг/л.

Продолжительность обработки воды в аэротенке

(7.3)

Доза ила в регенераторе находится по формуле:

г/л (7.4)

г/л

Удельная скорость окисления загрязнений

мг/(г·ч) (7.5)

очистной сооружение ил сточный

где - максимальная скорость окисления, мг/(г·ч), принимаем

=85мг/(г·ч);

С0 - концентрация растворенного кислорода, мг/л, С0 = 2 мг/л;

Kl - константа, характеризующая свойства органических загрязнений веществ, мг БПКполн/л, принимается по табл. 40 /1, с. 36/ Kl = 33 мг БПКполн/л;

K0 - константа, характеризующая влияние кислорода, мг О2/л, принимается по табл.40 /1, с. 36/ K0 = 0,625 мг О2/л;

ц - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, принимается по табл. 40 /1, с. 36/ ц = 0,07 л/г.

мг/(г·ч)

Продолжительность окисления загрязнений

(7.6)

где s - зольность ила, принимается по табл. 40 /1, с. 36/ s = 0,3.

ч

Продолжительность регенерации активного ила

(7.7)

ч

Расчетная продолжительность обработки воды в системе аэротенк-регенератор

(7.8)

ч

Объем аэротенка определяется по формуле:

м3 (7.9)

где qw - расчетный расход сточных вод, qw = 1887,18 м3/ч.

м3

Объем регенератора находится по формуле:

, (7.10)



м3

Общий объем аэротенка с регенератором

м3 (7.11)

м3

Средняя доза активного ила

г/л (7.12)

г/л

Нагрузка на 1 г беззольного вещества ила

мг/(г·ч) (7.13)

мг/(г·ч)

Проверяется соответствие принятого илового индекса расчетной нагрузке по табл. 1.2. /6, с. 9/. Данная нагрузка соответствует иловому индексу 74,3 см3/г,

Объем регенератора, % от объема сооружения:

Принимаем 4 четырехкоридорных аэротенка, с номером проекта - 902-2-178 Ширина коридора Bat = 6 м, рабочая глубина аэротенка Hat = 4,4 м. Рабочий объем одной секции = 64 м

Расчетная длина коридора определяется по формуле:

м (7.14)

м

Количество циркулирующего активного ила

м3/ч (7.15)

м3/ч

Прирост активного ила определяется по формуле:

мг/л (7.16)

где Ccdp - концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л, Ccdp = 191,9 мг/л;

Kg - коэффициент прироста, для городских сточных вод Kg = 0,3.

мг/л

1.2 Расчет системы аэрации

Аэраторы предназначены для растворения кислорода в воде, для поддержания активного ила во взвешенном состоянии. Принимаем пневматическую систему аэрации с мелкопузырчатыми аэраторами.

Удельный расход воздуха при пневматической аэрации



м3/м2 (7.17)

где q0 - удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой БПКполн, принимаемый 1,1;

K1 - коэффициент, учитывающий тип аэратора и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от отношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка K1 = 1,47;

K2 - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэраторов ha и принимаемый K2 = 2,68;

Кт - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который определяется по формуле

(7.18)

где Tw - среднемесячная температура воды за летний период, °С;

К3 - коэффициент качества воды, принимаемый для городских сточных вод 0,59;

Ca - растворимость кислорода в воде, мг/л, определяемая по формуле

мг/л (7.19)

где СТ - растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления

ha - глубина погружения аэратора, м;

С - средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л, С0 = 2 мг/л.

мг/л

м3/м2

Интенсивность аэрации

м3/(м2ч) (7.20)

где Hat - рабочая глубина аэротенка, м;

tat - период аэрации.

м3/(м2ч)

Максимальный часовой расход воздуха

м3/ч (7.21)

где - максимальный расход сточной воды

м3/ч



2. Расчет вторичных отстойников

Расчет производится по величине гидравлической нагрузки на отстойник, которая определяется по формуле:

м3/(м2ч) (8.1)

где - коэффициент использования объема зоны отстаивания, для радиальных отстойников = 0,4, согласно п. 6.61. /1, с. 27/;

H1 - глубина проточной части отстойника с учетом высоты слоя осадка,

H1 = 3,7-0,3=3,4 м;

ai - доза ила в аэротенке, ai = 5,7 мг/л.

м3/(м2ч)

Общая площадь отстойника будет равна:

м2 (8.2)

м2

Количество отстойников будет равняться:

м2 (8.3)

м2

Количество отстойников принимаем равным 3 шт.



3. Дезинфекция сточных вод хлором

очистной сооружение ил сточный

Средне секундный расход воды на очистной станции

,м3/с (9.1)

м3/с

Максимально часовой расход

,м3/с (9.2)

м3/с

где Kоб.max - коэффициент неравномерности, согласно п. 6.61. /1, с. 27 Kоб.max=1,57

Расход хлора за 1 ч при максимальном расходе

,кг/ч (9.3)

где Дхл - доза хлора приимаетсяравной 3г/м3

кг/ч

Определение суточного расхода хлора:

, кг/сут (9.4)



кг/сут

Определение количества баллонов-испарителей:

(9.5)

где Sбал - выход из одного баллона.Sбал= 0.7

шт

Принимаем 11 баллонов.

Определение количества воды подаваемой в хлораторную установку

(9.6)

м3/ч

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

Определение объема контактного резервуара:

(9.7)

м3

Определение длины резервуара:

(9.8)

где н - скорость движения воды в контактном резервуаре.

м

Определение площади поперечного сечения:

(9.9)

м2

Определение количества секций:

(9.10)

Принимаем 4 секции.

Определение фактической продолжительности контакта воды с хлором в час максимального притока воды:

(9.11)

ч

Т.е. Т=30 мин. Принимаем ширину контактного резервуара = 6 м



4. Расчет илоуплотнителей

Принимаем радиальные илоуплотнители

м3/ч (10.1)

где W1 - влажность избыточного активного ила в отстойниках

W1 = 99,2-99,8=99,5 м;

м3/ч

Высота проточной части илоуплотнителя

м (10.2)

где V - скорость движения жидкости V=0,1

t - продолжительность уплотнения (10-12 сек)

м

Полезная площадь поперечного сечения илоуплотнителя будет равна:

м2 (10.3)

м2

Где qж - максимальный расход жидкости, м3/ч, определяется по формуле

(10.4)

где W1, W2 - влажность поступающего и уплотненного ила, W1 = 99,5%, W2 = 98%;

qmax - часовое количество избыточного активного ила по объему, м3/ч.

мг/л

Площадь поперечного сечения центральной трубы

м2(10.5)

где Vтр- скорость движения жидкости в вертикальной трубе, Vтр = 0,1 м/с

м2

Общая площадь илоуплотнителя:

м

м

Диаметр илоуплотнителя рассчитывается по формуле:

м (10.6)

где n-число илоуплотнителей. n = 4

м

Высота рабочей зоны илоуплотнителя:



м (10.7)

где t-продолжительность илоуплотнения, принимаемая равнойt = 5-8 ч

м

Объем уплотненного ила будет равен:

м3/ч (10.8)

м3/ч

Общая высота илоуплотнителя:

м (10.9)

м



5. Расчет метантенков

Таблица 1

Наименование осадка	Vсо, м3/сут	Vсух.ос т/сут	Vбез т/сут	W,%	Зос, %	Br, %
Осадок с решеток	4,74	0,47	0,31	90	30	5
Осадок из первичных отстойников	87,84	5,27	3,5	94	30	5
Изб.активный ил из илоуплотнителей	723,3	14,46	9,6	98	30	5
У	Мобщ= 815,9	Мсух= 20,2	Мбез= 13,41

Среднее значение влажности смеси и зольности определяется по формуле:

(11.1)

(11.2)

Требуемый объем метантенка определяется по формуле:

м3 (11.3)



где Мобщ - суточный расход осадков, м3/сут.

м3

Принимаем 4 метантенка по табл. 36.5 /4, с. 323/ диаметром 17,5 м , полезный объем одного резервуара 2500 м3, высота верхнего конуса 2,5 м, цилиндрической части 8,5 м, нижнего конуса 3,05 м. Строительный объем здания 2094 м3 , киоска газовой сети 136 м3.

м3 (11.4)

Предел расхода (распада) смеси определяется по формуле:

(11.5)

где а0, аи - пределы распада осадка и ила, а0 = 53%, аи = 44%, по /2, с.204/;

Мб.з. - общее количество беззольного вещества смеси осадка и ила.

Суммарный выход газа определяется по формуле:

м3/сут (11.6)

где y' - выход газа беззольного вещества:

м3/кг (11.7)

где n-экспериментальный коэффициент, определяемый по табл.61 /1, с.56/,

n = 0,9.

м3/кг

м3/сут

Для выравнивания давления газа в газовой сети предусматриваем мокрые газгольдеры вместимостью на трехчасовой выход газа:

м3 (11.8)

м3

Масса беззольного вещества в сброженной смеси составит:

т/сут (11.9)

т/сут

Масса сухого вещества составит:

т/сут (11.10)

т/сут

Принимаем гигроскопичную влажность сброженой смеси 6% определяем ее зольность:

(11.11)

Влажность сброженной смеси составит:

(11.12)

Вывод: в результате сбраживания влажность и зольность увеличиваются



6. Расчет сооружений для промывки осадка

Количество промывной воды определяется по формуле:

м3/сут(12.1)

м3/сут

Количество смеси, поступающей в осадкоуплотнитель:

м3/сут (12.2)

м3/сут

Количество осадка, после уплотнения:

(12.3)

(12.4)

(12.5)



7. Расчет вакуум фильтра

Требуемая поверхность фильтрования:

(13.1)

где - удельная производительность фильтра, принимаемая равной 20 кг/м2.

Принимаем к установке вакуум-фильтр БОУ20-2,6, согласно данным табл. 5.1., в количестве трёх штук (двух рабочих и одного резервного).

Количество обезвоженного осадка:

м3/ч (13.2)

где - влажность обезвоженного осадка, принимаемая для фильтра данного типа равной 78 %.

м3/ч

Необходимое количество реагентов

т/сут (13.3)

где - доза активной части железа, принимаемая 5%

т/сут



т/сут (13.4)

т/сут

т/сут (13.5)

т/сут

т/сут (13.6)

т/сут



8. Расчет резервных иловых площадок

В случае выхода из строя цеха механического обезвоживания, сброженый осадок из метантенков направляется на резервные иловые площадки.

Иловые площадки рассчитываются на 20% от годового объема количества осадка.

Необходимая площадь иловых площадок рассчитывается по формуле:

(14.1)

где - нагрузка на 1 иловую площадку, принимается равной 1,2

Количество стандартных иловых площадок

(14.2)

Принимаем количество иловых площадок равным 10



Список литературы

1. Строительные нормы и правила - СниП 2.04.03 - 85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М. Стройиздат, 1986 г.

2. Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных сооружений. М.Стройиздат, 1987 г.

3. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Жуков А.И., Колобанов С.К. Канализация. М. Стройиздат , 1975 г.

4. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Калицун В.И. Водоотведение и очистка сточных вод. М. Стройиздат. 1996 г.

5. Лукиных А. А., Лукиных М. А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей, дюкеров по формуле акад. Павловского М. М. М. Стройиздат. 1987 г.

6. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий, / под общей ред. В. И. Самохина /. М. Стройиздат, 1981 г.

Размещено на Allbest.ru

...