Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Московский Институт Коммунального Хозяйства и Строительства»

Кафедра «Коммунального и промышленного водопользования»

Пояснительная записка

на тему: «Очистные сооружения сточных вод»

г. Москва 2014

• Содержание
• Введение
• 1. Расчет основных параметров КОС
• 1.1 Определение расчетных расходов
• 1.2 Определение необходимой степени очистки сточных вод
• 1.3 Выбор состава очистных сооружений
• 2. Очистные сооружения
• 2.1 Расчет очистных сооружений
• 2.1.1 Определение размеров канала
• 2.1.2 Расчет решеток
• 2.1.3 Расчет аэрируемых песколовок
• 2.1.4 Расчет песковых бункеров
• 2.1.5 Расчет первичных радиальных отстойников
• 2.1.6 Расчет аэротенков
• 2.1.7 Расчет вторичных отстойников в схемах с аэротанками
• 2.1.8 Расчет сооружений глубокой доочистки сточных вод
• 2.2 Обеззараживание сточных вод
• 2.3 Сооружения по обработке и утилизации осадка
• 2.3.1 Илоуплотнители
• 2.3.2 Метантенки
• 2.3.3 Газгольдеры
• 2.3.4 Иловые площадки на естественном основании
• 2.4 Выпуск в водоем
• 3. Экологический раздел
• Заключение
• Список используемой литературы

Введение

При проектировании данных сооружений очистки сточных вод необходимым условием является защита водного и воздушного бассейнов от загрязнений, которые образуются в процессе очистки сточных вод и поступающих в водоем и атмосферу. Загрязнение водоема, в который производится сброс сточных вод, негативно влияет на состояние флоры и фауны водоема. Загрязнение пространства воздушного бассейна оказывает огромное влияние на условия проживания населения в районах прилегающих к очистным сооружениям.

Для защиты водоема от загрязнений определяются условия выпуска сточных вод, при которых качество воды в реке не снижается ниже установленных предельно допустимых концентраций (ПДК).

Строительство водоотводящих систем обуславливается необходимостью обеспечения нормальных жилищно-бытовых условий населения городов и населенных мест и поддержания благоприятного состояния окружающей среды.

Особую роль играет ускоренное развитие современной системы водоотведения бытовых и производственных сточных вод, обеспечивающих высокую степень защиты окружающей природной среды от всех типов загрязнений. За последнее время существенные результаты получены при разработке новых технологических решений в вопросах эффективного использования воды систем водоотведения и очистки производственных сточных вод.

1. Расчет основных параметров КОС

1.1 Определение расчетных расходов

Целью этого расчета является определение суточного, часового и секундного расхода сточных вод от жилой застройки.

Число жителей(согласно проекта):

N = 316 тыс. чел.

Определяем средний суточный расход сточных вод:

м³/сут

где: N - число жителей (155 000 чел);

q₀ - норма водоотведения (400 л/сут·чел);

м³/сут

Определяем средний часовой расход сточных вод:

м³/час

Определяем средний секундный расход сточных вод:

м³/сЧ1000 = 1463 л/с

Определяем максимальный секундный расход сточных вод:

л/с

где:- средний секундный расход сточных вод (1463л/с);

К_мах - коэффициент максимального водоотведения, табл. 2 [1] (1,59);

л/с

Определяем минимальный секундный расход сточных вод:

л/с

К_min - коэффициент минимального водоотведения, табл. 2 [1], (0,6);

л/с

Определение расчетных расходов сточных вод на промышленных предприятиях

I. Определяем расход производственных сточных вод:

Определяем средний суточный расход на производственные нужды:

м³/сут

где:- средний часовой расход на производственные нужды:

Предприятие(Молочный комбинат) - 1750 м³/сут.;

Определяем максимальный часовой расход производственных сточных вод:

м³/час

где: К_час = 3;

Предприятие м³/час

Определяем максимальный секундный расход производственных сточных вод:

л/с

Предприятие л/с

Хоз-бытовые стоки, л/с	Сточные воды от пром. предприятия, л/с	Общий расход, л/с
1463	1458	2921

1.2 Определение необходимой степени очистки сточных вод

Определение концентрации сточной воды по взвешенным веществам и БПК:

мг/л

где: q₀ - норма водоотведения (400 л•сут/чел);

а - по взвешенным веществам (65 мг/л на чел);

по БПК (40 мг/л на чел).

мг/л

мг/л

Определение общей концентрации бытовых и производственных стоков:

по взвешенным веществам:

, мг/л

, мг/л

где: С_взв - концентрация по взвешенным веществам (162,5 мг/л);

L_а - концентрация по БПК (100 мг/л);

Е₁ - концентрация загрязнений по взвешенным веществам на 1 пром. предприятии (312 мг/л);

L₁ - концентрация загрязнений по БПК на 1 пром. предприятии (690 мг/л);

- суточный расход сточных вод от населения;

- суточный расход сточных вод от пром. предприятия;

, мг/л

, мг/л

1. Рассчитываем разбавление сточных вод в реках

Определяем коэффициент смешения:

,

где: Q_р - расход воды в реке (70 м³/с);

q - расход сточных вод (2,921 м³/с);

L_ф - длина выпуска до расчетного створа по форватору (4000 м);

б - коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения:

,

где: ц - коэффициент извилистости реки (1);

ж - коэффициент, зависящий от места расположения выпуска, для руслового рассредоточенного (3);

D - коэффициент турбулентной диффузии;

V_ср - скорость реки (0,3 м/с);

Н_р = 3 м.

,

2. Рассчитываем необходимую степень очистки по взвешенным веществам:

ПДК взвешенных веществ:

, мг/л

где:Р - допустимое, по санитарным нормам, увеличение содержания взвешенных веществ, т.к. ІІ категория (0,75 мг/л);

b - содержание взвешенных веществ в водоеме до сброса очищенных сточных вод (17,2 мг/л);

б - коэффициент смещения (0,118);

Q_р - расход воды в реке (70 м³/с);

q - расход сточных вод (2,921 м³/с);

, мг/л

Определяем эффект очистки по взвешенным веществам:

3. Рассчитываем необходимую степень очистки по растворенному в воде кислороду:

,

где: - содержание растворенного кислорода в реке (6,8 мг/л);

О₂ - допустимое содержание кислорода (4 мг/л);

- БПК речной воды (2,9 мг/л);

Q_р - расход воды в реке (70 м³/с);

q - расход сточных вод (2,921 м³/с);

, мг/л

Определяем эффект очистки по растворенному кислороду:

4. Рассчитываем необходимую степень очистки по БПК:

, мг/л

где:К_ст и К_р - константы скорости потребления кислорода сточной и речной водой, при t = 22⁰ К_ст = 0,175, К_р = 0,11;

t - время перемещения воды от выпуска до расчетного створа:

L_ПДК = 3 мг/л

, сут

, мг/л

Определяем эффект очистки по БПК:

1.3 Выбор состава очистных сооружений

Принимается механическая и полная биологическая очистка сточных вод.

I Механическая очистка:

1. Решетки механические;

2. Песколовки аэрируемые;

3. Водоизмерители (лоток Вентури);

4. Первичные радиальные отстойники.

II Биологическая очистка:

1. Аэротенки;

2. Вторичные радиальные отстойники;

3. Блок глубокой доочистки;

4. Барбатажная камера;

5. Озонатор.

III Обработка осадка:

1. Илоуплотнители;

2. Метантенки;

3. Газгольдеры;

4. Иловые площадки.

очистной сооружение утилизация илоуплотнитель

2. Очистные сооружения

2.1 Расчет очистных сооружений

2.1.1 Определение размеров канала

Сточная вода на очистных сооружениях протекает по прямоугольным каналам, расчет которых ведется по [2, табл. 28-35] с учетом следующих требований:

1. при максимальном расходе отношение максимальной высоты воды в канале к его ширине h_мах/B = 0,5-0,75;

2. при максимальном расходе рекомендуемая скорость должна быть V_мах = 0,9-1,2 м/с, при минимальном V_min >= 0,7 м/с;

3. при максимальном расходе рекомендуемый уклон канала должен быть i = 0,0008-0,003.

При q_мах = 0,505 м³/с, В_к = 1000 мм, i = 0,025, h_мах = 0,4 м, V_мах = 1,32 м/с;

при q_min = 0,4 м³/с, В_к = 1000 мм, i = 0,001, h_мах = 0,43 м, V_мах = 0,85 м/с;

2.1.2 Расчет решеток

При механической очистке из сточных вод удаляются загрязнения находящиеся в нерастворенном и частично коллоидном состоянии. Решетки служат для улавливания из загрязненных сточных вод достаточно крупных нерастворимых загрязнений.

Они выполняются из круглых, прямоугольных или иной формы металлических стержней. Прозоры между стержнями решетки обычно принимаются b = 0,016 м.



Общее число прозоров определяем по формуле:

где: q_мах - максимальный расход сточных вод (2,921 м³/с);

b - ширина прозора между стержнями решетки (0,016 м);

h_мах - максимальная глубина воды в канале перед решеткой (0,4 м);

V_р - средняя скорость воды в прозорах решетки, для механизированных решеток 0,8-1,0 м/с и 1,2 м/с для решеток дробилок [1, п.5.14];

k₃ - коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями (k₃ = 1,05).

прозоров

По [3] или табл. 2 принимаем решетку марки МГ6Т с числом n_факт = 84, одну рабочую и, согласно табл. 22 [1], одну резервную с размерами канала

В_р Ч Н = 2000 Ч 2000 мм.

Определяем потери напора:

, м

где:V_мах - скорость движения воды в канале перед решеткой, м/с:

, м/с

N - число рабочих решеток (1 шт.);

К - коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки (К = 3,0), [1, п.6.24];

ж- коэффициент местного сопротивления решетки:

ж = вЧ(S/b)^4/3Чsin б;

где: в - коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения стержней решетки (2,42);

S - толщина стержня (0,008 м);

б - угол наклона решетки к горизонту (60-80^о);

, м

, м

Для предупреждения образования вихревого потока канала перед решеткой плавно уширяют путем изменения направления стенок на угол 30^о.

Определяем длину уширения перед решеткой:

l₁ = 1,37Ч(В_р - В_к) = 1,37Ч(2 - 1) = 1,37 м,

где: В_к - ширина подводящего канала.

Определяем длину уширения после решетки:

l₂ = 0,5Чl₁= 0,5Ч1,37= 0,7 м.

Определяем количество уловленных решеткой загрязнений:

, м³/сут

где: б - количество отбросов на 1 человека в год, принимаем в зависимости от размеров решетки по табл. 23 [1], (5 л/год•чел);

N_пр.взв - приведенное число жителей по взвешенным веществам (29058 чел);

, м³/сут

Выполняем проверку решетки по скорости, на пропуск минимального расхода (V_min не менее 0,4 м/с):

, м/с

где: q_мin - минимальный расход сточных вод (0,4 м³/с);

h_мin - минимальная глубина воды в канале перед решеткой (0,43 м).

, м/с

Определяем скорость движения воды в прозорах, она должна

быть 0,8-1,0 м/с:

, м/с

где: n_факт - фактическое количество прозоров в решетке (84 прозора).

, м/с

Обе скорости удовлетворяют требованиям.

2.1.3 Расчет аэрируемых песколовок

Песколовки предназначены для улавливания из сточных вод песка и других минеральных нерастворимых загрязнений. Они бывают горизонтальные, в которых вода движется в горизонтальном направлении с прямолинейным или круговым движением воды, вертикальные, где вода движется вертикально вверх, и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением, тангенциальные и аэрируемые.

Песколовки рассчитываются на задержание песка крупность 0,25 мм и более. В данном курсовом проекте приняты аэрируемые песколовки.

Количество отделений песколовки не может быть менее двух, причем все рабочие. Скорость потока при максимальном притоке в аэрируемых песколовках принимается по табл. 28 [1] V_s = 0,08 - 0,12 м/с, расчетный диаметр частиц песка d = 0,15 - 0,2 мм.

Определяем площадь живого сечения одного отделения:

Принимаем число отделений аэрируемой песколовки n_отд = 2.

, м²

где: V_s - скорость движения сточных вод максимальном притоке (0,1 м/с);

n_отд - число отделений аэрируемой песколовки (2);

q_мах - максимальный расход сточных вод (0,505 м³/с);

м²

Определяем длину песколовки:

, м

где: V_s - скорость движения сточных вод максимальном притоке (0,1 м/с);

u_о - гидравлическая крупность частиц песка, принимается по табл. 28 [1],

u_о = 18,7-24,2 мм/с;

H_s - рабочая глубина песколовки, согласно п.6.27 [1], принимается равной половине общей глубины, H_s = H/2. Общая глубина аэрируемой песколовки Н = 0,7 - 3,5 м [1, табл. 28]. По п.6.28 [1] рекомендуется принимать следующие соотношения ширины песколовки к глубине: В:Н = 1; 1,25; 1,5.

Если принять В:Н = 1,5, то В = 1,5Н.

Площадь поперечного сечения щ = ВЧН = 1,5ЧНЧН = 1,5ЧН², тогда:

м

м

К_s - коэффициент, принимаемый по табл. 27 [1] в зависимости от соотношения В:Н и диаметра задерживаемых частиц (1,7);

, м

Определяем глубину конической части песколовки:

Н_к = Н + iЧ(В - b_к),

где: i - уклон дна к песковому лотку, принимается согласно п.6.28 [1], (0,2-0,4);

В - ширина песколовки, м;

b_к - конструктивная ширина одного отделения песколовки, b_к = 1,0 м.

Т.к. В = 1,5•Н = 1,5•1,3 = 1,95 м.

Н_к = 1,3 + 0,2Ч(1,95 - 1,0) = 1,3 + 0,19 = 1,49 м

Определяем количество собираемого песколовкой осадка:

, м³

где: Р - количество песка, задерживаемого в песколовках, принимается согласно п.6.31 [1], Р = 0,02 л/чел•сут;

t - продолжительность временного периода между чистками, принимается согласно п.6.32 [1], t = 2 сут.

N_пр.взв - приведенное число жителей по взвешенным веществам (29058 чел);

м³

Определяем объем осадка в одном отделении:

м³

2.1.4 Расчет песковых бункеров

Песок, оставшийся в песколовках, удаляют с помощью гидроэлеватора и в виде песчаной пульпы перекачивают на песковые площадки, если производительность станции до 75000 м³/сут, или в песковые бункеры при производительности до 75000 м³/сут.

Бункеры рассчитывают на 1,5-5 суточное хранение песка [1, п.6.34].

Определяем объем бункера:

, м³

где: W_п.сут. - объем песка в сутка, м³;

t_хр - время хранения песка в песковых бункерах, (5 суток).

, м³

Количество бункеров N_б должно быть не менее двух. Принимаем N_б = 2. Определяем объем одного бункера:

м³

По табл. 3 принимаем диаметр бункера D = 1,5 м, диаметр выгрузочного отверстия d = 0,5 м, высоту конусной части Н_к = 0,8 м, высоту цилиндрической части Н_ц = 2 м, объем конусной части W_к = 0,74 м³. Фактический объем бункера W_факт = 4,27, общая высота H_общ = 2,87 м.

2.1.5 Расчет первичных радиальных отстойников

Отстойники применяются для первичной очистки сточных вод. В них происходит выделение из стоков грубодисперсных примесей, которые под действием сил притяжения оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. По конструктивным признакам отстойники подразделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные.

Число первичных отстойников принимается не менее двух [1, п.6.58]. При минимальном числе отстойников их расчетный объем необходимо увеличивать в 1,2-1,3 раза.

Определяем эффект осветления сточных вод:

, %

где: С_сп - концентрация взвешенных веществ в исходной пробе воды, (201,1 мг/л);

С_сх - допустимая концентрация взвешенных веществ принятая на сооружениях биологической очистки, принимаем 100-150 мг/л.

%

Параметры типовых отстойников принимаются по [4]. Принимаем радиальный отстойник с размерами: D_set = 18 м, Н_set = 3,4 м, d_cn = 3,2 м, W_1отст. = 788 м³.

Определяем гидравлическую крупность:

, мм/с

где: Н_set - глубина проточной части в отстойнике, принимается по [4];

К_set - коэффициент использования объема проточной части отстойника, принимается по табл. 31 [1], для радиальных отстойников К_set = 0,45;

t_set - продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое воды h₁ = 500 мм, определяется по табл. 30 [1] или табл. 2.2 [3], (2160 с);

б - коэффициент, учитывающий влияние температуры сточной воды на ее вязкость, при t = 22^о б = 1,0;

n2 - показатель степени, зависящий от агломерации взвеси, в процессе осаждения, определяется по чертежу 2 [1] или по рис. 2.8 [3], n2 = 0,3.

мм/с

Определяем производительность одного отстойника:

q_set = 2,8·К_set ·( D²_set - d²_en)·( u_о - v_tb), м³/ч

D_set - диаметр отстойника, (18 м);

d_en - диаметр выпускного устройства, (3,2 м);

u_о - гидравлическая крупность, (4 мм/с);

v_tb -турбулентная составляющая, принимается по табл. 32 [1], (0,025 мм/с);

К_set - коэффициент использования объема проточной части отстойника, принимается по табл. 31 [1], для радиальных отстойников К_set = 0,45.

q_set = 2,8·0,45·( 18² - 3,2²)·( 4 - 0,025) = 1,26·313,76·3,975 = 1571,5, м³/ч

Определяем число отстойников:

шт.

Принимаем 2 радиальных отстойника.

2.1.6 Расчет аэротенков

Аэротенк - это емкость, в которой медленно движется смесь активного ила и очищаемой воды, предназначенный для биологической очистки сточных вод. Для лучшего и непрерывного контакта вода и ил постоянно перемешиваются посредством подачи сжатого воздуха или с помощью специальных устройств.

Активный ил - это биоценоз микроорганизмов - минерализаторов, способных сорбировать на своей поверхности и окислять в присутствии кислорода органические вещества сточной жидкости. Эффект очистки в аэротенке, качество и окислительная способность активного ила определяются составом и свойством сточных вод, гидродинамическими условиями перемешивания, температурой и активной реакцией среды, наличием элементов питания и другими факторами.

Концентрация взвешенных веществ в аэротенках не должна превышать 150 мг/л, а БПК_полн. Зависит от типа аэротенка. Аэротенки могут быть одноступенчатые и двухступенчатые, при этом в том и другом случаях их принимают как с регенерацией, так и без нее. Одноступенчатые аэротенки с регенерацией используют при БПК_полн. > 150 мг/л и наличии вредных производственных примесей, а без регенерации - при БПК_полн. < 150 мг/л.

Определяем концентрацию загрязнений по БПК_полн. воды, прошедшей механическую очистку:

Принимаем условно наличие биокоагулятора, Э = 0,3.

L_en = 273,1·(1-0,3) = 191,17 мг/л

Так как L_en > 150 мг/л, согласно [1, п.6.141], принимаем аэротенк с регенератором.

Определяем продолжительность обработки воды в аэротенке:

, ч

где: а_i - доза ила в аэротенке 1,5-3 г/л, принимаем а_i = 2,5 г/л;
L_eх - БПК_полн. очищенной сточной воды, принимаемL_eх = 15 мг/л.

ч

Определяем нагрузку на ил БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в сутки:

, мг/(г·сут).

S - зольность ила, принимается по табл. 40 [1], s = 0,3.

мг/(г·сут)

По табл. 41 [1] определяем значение илового индекса J_i = f (q_i), для q_i = 1208,02 мг/(г·сут), J_i = 130 см³/г.

Определяем степень рециркуляции активного ила:

Определяем удельную скорость окисления БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в час:

, мг/(г·ч)

где: с_мах - максимальная скорость окисления, принимается по табл. 40 [1],

с_мах = 85 мг/(г·ч);

С_о - концентрация растворенного кислорода, (2 мг/л);

К_r - константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, принимается по табл. 40 [1], К_r = 33 мг/л;

К_о - константа, характеризующаяся влиянием кислорода, принимается по табл. 40 [1], К_о = 0,625 мг/л;

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

а_i - доза ила в аэротенке 1,5-3 г/л, принимаем а_i = 2,5 г/л.

мг/(г·ч)

Определяем дозу ила в регенераторе:

г/л

Определяем продолжительность окисления органических загрязняющих веществ в аэротенках с регенератором:

ч

Определяем продолжительность регенерации:

t_r = t_о - t_аt = 5,0-2,0 = 3 ч

Определяем вместимость аэротенка:

W_аt = t_аt Ч (1+R_i) Ч q_w, м³

где: q_w - расчетный расход сточных вод, q_w = Q_мах.ч = 1816,56 м³/ч.

W_аt = 2 Ч (1+0,48) Ч 1816,56 = 5377 м³

Определяем вместимость регенераторов:

W_r = t_r Ч R_i Ч q_w = 3 Ч 0,48 Ч 1816,56 = 2615,8 м³

Если температура сточных вод отличная от 15^оС, то необходимо вводить поправочный коэффициент. Тогда:

м³

м³

где: t - температура сточной воды.

Определяем общий объем регенерации:

м³

Определяем процент регенерации:

Принимаем аэротенк с размерами в плане Н_бt = 3,2 м, b_бt = 4,5 м, число коридоров n = 4 шт., число секций N = 3 шт.

Определяем длину аэротенка:

м

Принимаем L_бt = 70 м. Отношение длины аэротенка к ширине коридора должно быть более 10.

Определяем общую ширину аэротенка:

B_бt = b_бt Ч n Ч N = 4,5 Ч 4 Ч 3 = 54 м

Определяем удельный расход воздуха:

м³/м³

где: q_о - удельный расход кислорода воздуха, принимается по [1, п.6.157], (1,1 мг/мг);

К₁ - коэффициент, учитывающий тип аэратора [1, п.6.157]. Для мелкопузырчатой аэрации при соотношении площадей аэрируемой зоны и аэротенка f_бr/f_бt = 0,3,

К₁ = 1,89;

К₂ - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэротенка h_а и принимается по табл. 43 [1], К₂ = 2,52;

К_Т - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который следует определять по формуле:

К_Т = 1 + 0,02 Ч(Т_w -20) = 1 + 0,02 Ч (22-20) = 1,04,

где: Т_w - среднемесячная температура воды за летний период, ^оС;

К₃ - коэффициент качества воды, принимается по [1, п.6.157], К₃ = 0,85;

h_а - глубина погружения аэратора, 4м;

С_т - растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, определяется по табл. 3.5 [3], С_Т = 8,67 мг/л;

С_а - растворимость кислорода воздуха в воде:

 мг/л

м³/м³

Определяем интенсивность аэрации:

, м³/(м²·ч)

2.1.7 Расчет вторичных отстойников в схемах с аэротанками

Вторичные отстойники служат для активного ила, поступающего вместе с очищенной сточной водой из аэротенков, или для задержания биологической пленки, поступающей из биофильтров. Вторичные отстойники бывают вертикальные (для небольшой производительности), горизонтальные и радиальные - для станций большой и средней производительности.

Определяем гидравлическую нагрузку:

, м³/м²·ч

где: К_ss - коэффициент использования объема зоны отстаивания, для радиальных отстойников К_ss = 0,45 [1, табл. 3];

а_t - концентрация ила в осветленной воде, согласно [1, п.6.161] не менее 10 мг/л;

а_i - концентрация активного ила в аэротенке, (2,5 мг/л);

, м³/м²·ч

Определяем общую площадь отстойников:

м²

Принимаем число отстойников N = 4.

Определяем диаметр отстойника:

м

Принимаем отстойник с размерами D_ssб = 24 м; H_ssб = 3,7 м; W_1отст = 1400 м³.

Определяем время отстаивания:

ч

2.1.8 Расчет сооружений глубокой доочистки сточных вод

Глубокая доочистка сточных вод возможна различными методами:

фильтрованием на зернистых фильтрах, фильтрованием через загрузку из ершовых заполнителей, биопруды и т.д.

Рассмотрим метод фильтрования на зернистых фильтрах. При требуемом количестве в очищенной воде БПК_полн. и взвешенных веществ в диапазоне от 15 до 7,5 мг/л применяется одноступенчатое фильтрование на зернистых фильтрах. I ступень - фильтрование снизу вверх, II ступень - фильтрование воды сверху вниз.

Определяем площадь фильтров:

, м²

где: Q_р - расчетный расход:

Q_р = Q_ср.сут Ч К_gen.max Ч K₁, м³/сут

где: K₁ - коэффициент, учитывающий допустимую неравномерность работы фильтров, согласно [1, п.6.238], К₁ = 0,85;

Q_р = 43597,44 Ч 1,51 Ч 0,85 = 55957,3 м³/сут

Q_ц - циркуляционный расход:

Q_ц = б Ч Q_ср.сут, м³/сут

б - доля от среднесуточного расхода, используемая на собственные нужды станции (промывку фильтров), зависит от загрузки фильтров и ступеней их работы. Для одноступенчатой фильтрации б = 0,03-0,05, для двухступенчатой

б = 0,05-0,08;

Q_ц = 0,05 Ч 43597,44 = 2179,9 м³/сут

V - скорость фильтрования, определяем по табл. 52 [1]. Для загрузки фильтров из дробленого керамзита V = 8-10 м/ч.

Для нашего примера на первой ступени при фильтрации снизу вверх примем

V = 8,0 м/ч;

T - число часов работы фильтров в сутки, T = 24 ч;

n - число промывок фильтров в сутки (принимается 1-3 промывки в сутки в зависимости от качества исходной воды), n = 1,0;

t - общее время промывки фильтра (в том числе и время на открытие и закрытие задвижек при промывке загрузки и пуск в его работу). Для одноступенчатой фильтрации t_пр = 0,5 ч, для двухступенчатой t_пр = 1 ч.

м²

Определяем общее число фильтров:

шт.

Принимаем N_ф = 9 штук.

Определяем площадь одного фильтра:

м²

Размеры фильтра в плане принимаем конструктивно 6,0 м Ч 5,38 м.

Число фильтров I ступени - 9 штук.

Число фильтров II ступени - 9 штук.

Загрузка фильтров из дробленого керамзита :

для I ступени d_з = 2,5-5,0 мм, Н_з = 2-2,5 м;

для II ступени d_з = 1,25-2,5 мм, Н_з = 1,5-2,0 м;

Интенсивность промывки W = 15,0 л/с·м²;

Продолжительность промывки загрузки t_пр = 10 мин. = 600 с.

Определяем скорость фильтрации при форсированном режиме:

м/ч

что допустимо для загрузки из дробленого керамзита.

Вместимость резервуаров промывной воды и грязных промывных вод от промывки фильтров принимаем не менее на две промывки [1, п.6.239].

м³

Определяем площадь резервуара:

м²

где: Н_р - высота слоя воды в резервуаре, Н_р = 3-5 м.

Размеры резервуара принимаются конструктивно, исходя из строительного модуля кратного 3,0.

Если принять размеры резервуара 9 Ч 18, то F_факт = 9 Ч 18 = 162 м².

м.

2.2 Обеззараживание сточных вод

Обеззараживание сточных вод предназначено для уничтожения патогенных микробов и исключения заражения водоемов этими микробами.

Если применяется доочистка сточной воды, то в качестве обеззараживания применяют озонирование.

Вместо контактного резервуара используются барбатажные камеры.

Определяем максимальный часовой расход озона:

, кг/ч

где: Q_{мах.час} - максимальный часовой расход сточных вод, (1816,56 м³/час);

Д_оз - доза озона, принимаем 6-10 мг/л;

Т_оз - продолжительность контакта озона со сточной водой, Т_оз = 10 мин.

кг/ч

Определяем расход озона в сутки:

, кг/сут

Принимаем озонаторы типа ОП-315 с номинальной производительностью

Q₁ = 3,8 кг/ч. При этом средний расход воздуха равен 300 м³/ч, расход охлаждающей воды q_в = 30 м³/ч.

Определяем требуемое количество озона:

Принимаем 5 рабочих озонаторов и 1 резервный (рекомендуется 10-20% резервных озонаторов).

Определяем требуемый расход воды на 5 работающих озонаторов:

м³/с

Определяем размеры контактных (барбатажных) камер для смешения озоно-воздушной смеси с водой:

Принимаем высоту воды в камере Н_к = 4 м.

Определяем общую площадь камер:

м²

Принимаем 5 секций размером в плане 4 Ч 4,14 м. Для распределения озоно-воздушной смеси у дна контактной камеры располагаются перфорированные (керамические, пористые) трубы длиной l = 500 мм, внутренним диаметром

d = 64 мм и наружным диаметром d = 92 мм.

Керамические пористые трубы присоединяются к 4-м коллекторам: к двум располагаемым на расстоянии 0,5 м от стен, и к двум через 1 м друг от друга. Длина коллекторов 4,14 м.

Расстояние между керамическими трубами принимаем 0,5 м.

2.3 Сооружения по обработке и утилизации осадка

2.3.1 Илоуплотнители

Илоуплотнители - сооружения, применяемые для уплотнения активного ила, образующегося во вторичных отстойниках. Активный ил имеет высокую влажность (99,2 - 99,5 %). Основная часть этого ила подается на регенератор и снова поступает в отстойник. Этот ил называют рециркуляционным.

В результате деятельности микроорганизмов масса активного ила увеличивается и образуется, так называемый, избыточный активный ил, который отделяется от рециркуляционного и направляется на дальнейшую переработку в метантенки или обезвоживающие установки.

Избыточный активный ил предварительно уплотняют в илоуплотнителях, так как направлять в метантенки огромную массу ила с высокой влажностью нерентабельно.

Определяем максимальный часовой приток избыточного активного ила:

, м³/ч

P_мах - максимальный прирост ила:

, мг/л

к - коэффициент месячной неравномерности, к = 1,15-2;

Р - прирост ила, определяется согласно [1, п.6.148]:

Р = 0,8 Ч В + к₁ Ч L_еп, мг/л

где: В - вынос взвешенных веществ из первичных отстойников, В = 100-150 мг/л;

k₁ - коэффициент прироста, для бытовых сточных вод и близких к ним производственных сточных вод, принимается k₁ = 0,3;

С - концентрация уплотненного избыточного ила, для уплотнителя: вертикального С = 20000 г/м³;

радиального С = 27000 г/м³ [1, табл. 58].

Р = 0,8 Ч 150 + 0,3 Ч 191,17 = 120 + 57,351 = 177,4 мг/л

мг/л

Максимальный приток избыточного ила:

м³/ч

Применение вертикальных илоуплотнителей для активного ила после полной биологической очистки из-за их неудовлетворительного эффекта работы не рекомендуется. В этом случае лучше применять радиальные илоуплотнители.

Определяем полезную площадь поперечного сечения радиального илоуплотнителя:

, м²

где: q_о - нагрузка на илоуплотнитель:

q_о = 0,3 м³/м²·ч - при полной биологической очистке,

q_о = 0,5 м³/м²·ч - при неполной биологической очистке.

м²

Определяем диаметр одного илоуплотнителя:

, м

где: N - число илоуплотнителей, принимается N = 2 [1, п.6.343].

, м

Принимаем типовой диаметр илоуплотнителя D_мах = 9,0 м [4].
Определяем высоту рабочей зоны илоуплотнителя:

Н_раб = q_о Ч t = 0,3 Ч 10 = 3 м.

где: t - продолжительность уплотнения, принимаемая по [1, табл. 58]

2.3.2 Метантенки

Одним из преобладающих способов обезвреживания осадков городских сточных вод является анаэробное сбраживание, осуществляемое микроорганизмами, способными в ходе жизнедеятельности окислять органические вещества осадков. Этот процесс происходит в метантенках, расчет которых заключается в подсчете количества образующихся на станции осадков, обоснованном выборе режима сбраживания, определения требуемого объема сооружений и степени распада беззольного вещества.

Определяем количество осадка по сухому веществу, поступающего из первичных отстойников:

, т/сут

где: Q_сут - производительность очистной станции, (43597,44 м³/сут);

Э - эффективность задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках,

доли единицы, (0,816);

К - коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ, не улавливаемых при отборе проб для анализа,

К = 1,1-1,2.

т/сут

Определим количество ила по сухому веществу из вторичных отстойников:

, т/сут

где:б - коэффициент прироста активного ила, б = 0,3-0,5;

b - вынос активного ила из вторичных отстойников, b = 15,0 мг/л.

т/сут

Определяем количество сухого вещества:

М_сух = Q_сух + U_сух = 8,6 + 3,14 = 11,74 т/сут

Определяем расход сырого осадка:

, м³/сут

где: с_ос - влажность осадка, самотечном удалении под гидростатическим давлением 95%, насосами 93%;

г_ос - объемный вес осадка, 1 т/м³.

м³/сут

Определяем расход избыточного активного ила:

, м³/сут

где: с_ил - влажность ила, для вертикальных илоуплотнителей 98%, для радиальных - 97,3%;

г_ил - объемный вес ила, 1 т/м³.

, м³/сут

Определяем общее количество осадка и ила:

М_общ = V_ос + V_ил = 172 + 116,3 = 288,3 м³/сут

Определяем влажность смеси осадка и ила:

Осадок в метантенке перемешивается и подогревается с помощью особых устройств. В зависимости от температуры, при которой происходит брожение, различают два типа процесса - мезофильное сбраживание, происходящее при температуре 30-35^оС и термофильное, происходящее при температуре 50-55^оC.

Доза суточной нагрузки на метантенк принимается по [1, табл. 59] в зависимости от влажности смеси осадка и ила.

При мезофильном режиме и р_см = 95,9 % суточная доза D_cyт = 9 %.

Определяем объем метантенка:

м³

Согласно [1, п.6.356] число метантенков должно быть не менее двух.

Определяем количество метантенков:

, шт

где: W₁ - объем одного метантенка, (1600 м³).

, шт

Принимаем два метантенка диаметром 15 м, высотой 12,45 м и объемом 1600 м.

Определяем фактическую дозу суточной нагрузки на метантенк:

Определяем время пребывания осадка в метантенке:

сут.

2.3.3 Газгольдеры

Газгольдеры применяются для поддержания постоянного давления в газовой сети с учетом неравномерного выхода газа из метантенков, с целью максимального его использования на площадках очистных сооружений. Газгольдеры служат для сбора газа.

Определяем удельный расход газа:

, м³/кг

где: а_см - предел распада смеси осадка и ила:

, %

где: а_ос и а_ил - пределы распада соответственно осадка и ила:

а_ос = 53%;

а_ил = 43%.

Для осадков бытовых сточных вод можно принимать а_см = 50%.

n - коэффициент, зависящий от влажности осадка, определяем по табл. 61 [1],

n = f(с_см), при с_см = 97% n = 0,17.

Определяем количество беззольного вещества:

М_без = (100-В_г)Ч(100-З_ос)ЧМ_сухЧ10^-4, т/сут

где: В_г - гигроскопическая влажность, 5%;

З_ос - зольность осадка, 27,5%.

М_без = (100-5)Ч(100-27,5)Ч11,74Ч10^-4 = 8,09 т/сут

Определяем общее количество газа:

Г_общ = Г_уд Ч М_без = 484,7 Ч 8,09 = 3921,2 м³/сут

Определяем объем газгольдеров:

м³

где: t - время хранения газа, принимается согласно [1, п.6.359], t = 2-4 ч.

Определяем число газгольдеров:

, шт

где: W₁ - объем одного газгольдера, (300 м³).

, шт

Принимаем два газгольдера объемом 300 м³ и диаметром 9,3 м.

Определяем фактическое время пребывания газа в газгольдере:

ч.

2.3.4 Иловые площадки на естественном основании

Наиболее простым и распространенным способом - обезвоживания осадков является их сушка на иловых площадках с естественным основанием

(с дренажом или без него), с поверхностным отводом воды. Иловые площадки на естественном основании без дренажа применяют в тех случаях, когда почва обладает хорошей фильтрующей способностью (песок, супесь, легкий суглинок), уровень грунтовых вод находится на глубине не менее 1,5 м от поверхности карты и просачивающиеся дренажные воды можно спускать в грунт по санитарным условиям. При меньшей глубине залегании грунтовых вод предусматривают понижение их уровня.

Если грунт плотный, слабопроницаемый, площадку оборудуют трубчатым дренажом, уложенным в канавы, заполненные щебнем и гравием.

Карты отделяют друг от друга оградительными валиками, высоту которых принимают на 0,3 м выше рабочего уровня. Осадок распределяется по картам с помощью труб или деревянных лотков, укладываемых по большей части в теле разделительного валика с уклоном 0,01-0,03 и снабженных выпусками.

Иловые площадки необходимо своевременно освобождать от подсушенного осадка.

Определяем полезную площадь иловых площадок:

, м²

где: К - климатический коэффициент, принимается по чертежу 3 [1], К = 1;

q_ил - нагрузка на иловые площадки, принимается по табл. 64 [1], q_ил = 1 м³/м²·год.

м²

Определяем высоту слоя намораживания:

, м

где: t - период намораживания, принимается по чертежу 3 [1], t = 100 сут;

К₁ - коэффициент зимнего намораживания, согласно [1, п.6.359], К₁ = 0,8;

К₂ - коэффициент, учитывающий уменьшение объема осадка в зимнее время,

К₂ = 0,75 [5].

м

Высота слоя намораживания должна быть равна 0,3-0,5 м.

Определяем количество иловых площадок:

, шт

где: f₁ - площадь одной иловой площадки, м.

Определяем минимальную площадь иловой площадки:

, м²

где:h_мах.л - максимально допустимая высота разового налива осадка на одну площадку летом, м.

м²

Максимальная площадь иловой площадки f_1min, зависит от влажности осадка.

При влажности 97% размеры площадки могут быть приняты по [4] 100Ч200 м (при двухстороннем наливе осадка на площадку). Тогда f_1min = 20000 м².

шт.

Принимаем 5 площадок.

Определяем общую площадь иловых площадок:

, га

где: К₃ - коэффициент, учитывающий увеличение площади иловых площадок,

К₃ = 1,2-1,4.

га

2.4 Выпуск в водоем

После обеззараживания очищенная сточная вода по специальному выпуску (минимум три) сбрасывается в водоем в месте повышенной турбулентности потока, ниже населенного пункта по течению реки, т.к. главной задачей выпуска является наибольшее смешение выпускаемой воды с водой водоема.

Выпуск может быть береговой сосредоточенный или русловой рассеивающий.

В данном курсовом проекте принят русловой рассеивающий выпуск.

По таблицам Шевелева принимаем диаметр трубопроводов выпуска:

три трубопровода диаметром 1200 мм.

3. Экологический раздел

Рациональное использование - это всестороннее научно обоснованное использование вод, обеспечивающее оптимально полезный эффект для общества в текущий период и в течение принятого периода расчетной перспективы при обязательном соблюдении всех требований водного законодательства.

Цель правового регулирования водных отношений - рациональное использование вод. На это направлена деятельность государственных организаций. Вопросы рационального использования вод рассматриваются при размещении, проектировании, строительстве и вводе в эксплуатацию предприятий, сооружений и других объектов.

Рациональное использование водных объектов является обязанностью всех водопользователе. Требования рационального использования вод установлены применительно к видам водопользования.

Реки и другие водоемы, используемые для выпуска в них производственных и бытовых отходов.

При невысоком уровне развития производительных сил такое использование водоемов не угрожало обществу опасными последствиями и не требовало общего регулирования.

Особо большое значение приобрела охрана водоемов от загрязнения сточными водами промышленного предприятия и городов. Для ее решения потребовалось проводить разносторонние научные, хозяйственно-технические, санитарно-гигиенические и законодательные мероприятия.

Условия выпуска сточных вод в водоем регламентированы «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Целью этих правил является предупреждение и устранение загрязнений сточными водами рек, ручьев, водохранилищ, озер, прудов и искусственных каналов.

В соответствии с правилами запрещается спуск в водоем тех

сточных вод, которые могут быть использованы вторично в системах оборотного водоснабжения или для орошения в сельском хозяйстве при соблюдении необходимых санитарных требований, а так же тех вод, образование которых в результате рациональной технологии производства может быть устранено.

Если же эти мероприятия оказываются недостаточными или их нельзя осуществить по тем или иным обоснованным соображениям, допускается спуск сточных вод в водоемы при соблюдении требований изложенных в правилах.

В процессе использования воды человеком она изменяет свои природные свойства и становится опасной в санитарном отношении. Для избежания загрязнения пресных водоемов загрязненными сточными водами возникла необходимость организованного сбора сточных вод и отведения их на очистные сооружения.

Заключение

В данном курсовом проекте после мы рассчитали расчетные расходы на участках сети. Определили необходимую степень очистки сточных вод, на основании которой выполнили подбор состава очистных сооружений.

При расчете очистных сооружений мы определили размер каналов, рассчитали решетки, аэрируемые песколовки, песковые бункеры, первичные радиальные отстойники, аэротенки, вторичные радиальные отстойники в схемах с аэротанками.

Т.к. степень очистки по БПК 15 мг/л мы выполнили расчет сооружений глубокой доочистки сточных вод, затем рассчитали обеззараживание сточных вод озонированием.

Так же в курсовом проекте были рассчитаны сооружения по обработке и утилизации осадка и выпуск сточных вод в водоем.

На основании полученных данных на одном листе формата А1 был вычерчен генплан очистных сооружений и построены профиль движения воды по очистным сооружениям и профиль движения осадка по сооружениям обработки осадка.

Список используемой литературы

1. СНиП 2.04.03-85. «Канализация. Наружные сети и сооружения». М.: ЦИТП, 1986. 72 с.

2. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. «Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского / Справ. пособие - 5-е изд. М.: Стройиздат, 1987. 152 с.

3. Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных сооружений. М.: Стройиздат, 1987. 253 с.

4. Канализация населенных мест и промышленных предприятий : Справочник проектировщика / Н.И. Лихачев, И.И. Ларин, С.А. Хаскин и др. / Под. Ред. В.Н. Самохина. -2-е изд. М.: Стройиздат, 1981. 639 с.

5. Водоотведение и очистка сточных вод: Учебник для вузов / С.В. Яковлев,

6. Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, В.И. Калицун. М.: Стройиздат, 1996. 591 с.

7. Шевелев А.Ф., Шевелев Ф.А. «Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб».

8. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991.-767 с.

9. Перешивкин А.К. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации. - 4-е изд. - М.: Стройиздат, 1988. - 653 с.

Размещено на Allbest.ru

...