Расчет тангенциальной песколовки

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

тангенциальный песколовка очистка сточный

Введение

Общая характеристика ливневых сточных вод

Механические методы очистки сточных вод. Тангенциальная песколовка

Принцип действия технологического процесса очистки

Диапазон применимости технологии

Достоинства и недостатки технологии очистки

Возможности автоматизации технологического процесса очистки

Типоразмерные ряды оборудования, реализующего рассматриваемый технологический процесс

Расчет и проектирование решетки тангенциальной песколовки

Заключение

Список использованных источников



Введение

Сточные воды это любые воды и атмосферные осадки, которые отводятся в водоемы с территории предприятий и населенных пунктов, посредством систем канализационных отводов либо самотеком, свойства которых в результате жизнедеятельности человека, оказались ухудшенными.

Сточные воды по источнику происхождения бывают:

производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах производств), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации

бытовые (хозяйственно-бытовые) сточные воды (образующиеся в результате бытовой жизнедеятельности человека), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации

поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые -- образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся, как правило, через систему ливневой канализации. Также могут называться «ливневые стоки».

Для удаления взвешенных частиц из сточных вод используют периодические и непрерывные гидромеханические процессы процеживания, гравитационного и центробежного отстаивания и фильтрования. Выбор метода зависит от размера частиц примесей, физико-химических свойств и концентрации взвешенных частиц, расхода сточных вод и необходимой степени очистки.

В данном курсовом проекте будут рассмотрены следующие вопросы:

1. Принцип действия технологического процесса очистки тангенциальной песколовки;

2. Диапазон применимости технологии;

3. Достоинства и недостатки технологии очистки;

4. Возможности автоматизации технологического процесса очистки;

5. Типоразмерные ряды оборудования, реализующего рассматриваемый технологический процесс.

Общая характеристика ливневых сточных вод

Ливневые стоки (атмосферные сточные воды) -- это вода, попадающая в канализационную систему во время выпадения осадков, в результате дождя или таяния снега. Ливневые воды, не впитывающиеся в землю и текущие по ее поверхности, называются поверхностными стоками. Зачастую избыточная вода попадает в поверхностные водотоки или направляется в общесплавную канализационную систему или ливневую канализацию, откуда подается для очистки на водоочистную станцию или напрямую сбрасывается в резервуар.

Ливневые воды могут создавать затруднения из-за избыточного объема воды, интенсивности поверхностных стоков и возможных примесей в воде, т. е. ее загрязненности. В процессе движения поверхностных стоков к канализационной системе они собирают различные загрязнения, такие как бензин, частицы металла, пестициды или удобрения.

Основной целью очистки ливневых стоков является извлечение из воды нефтепродуктов и вредных примесей. В настоящее время, когда населенные пункты переполнены автомобилями, автостоянками и АЗС, очистка ливневых стоков становится, как никогда, актуальна.

Очистка ливневых стоков необходима для того, чтобы вместе с атмосферными водами в водоемы не просочились вредные вещества, способные погубить обитателей этих водоемов и сделать воду в них непригодной для жизни живых организмов. Концентрация вредных примесей в воде после очистки ливневых стоков может составлять не более 0,05 мг/л [6].

В соответствии с проектом № 284072-4 Общего технического регламента "О водоотведении" ливневые сточные воды - дождевые, талые, поливомоечные воды, поступающие в системы водоотведения с территорий поселений, объектов хозяйственной и иной деятельности.

В статье 11 этого Федерального закона (технического регламента) указаны требования к отведению ливневых сточных вод в водные объекты:

1. Меры по очистке ливневых сточных вод, отводимых в водные объекты через системы ливневой канализации, осуществляются с учетом данных об источниках загрязнения территорий поселений, объектов хозяйственной и иной деятельности, режимах поливки и мойки указанных территорий. Также на территориях объектов хозяйственной и иной деятельности могут устанавливаться накопительные емкости для сбора ливневых сточных вод в целях их дальнейшего использования или направления на очистку.

2. Запрещается отведение через системы ливневой канализации загрязненных ливневых сточных вод в овраги, балки и иные естественные понижения местности.

3. Запрещается отведение в системы ливневой канализации иных сточных вод, чем ливневые сточные воды [1].

4. Требования к составу и свойствам ливневых сточных вод, отводимых в водные объекты через системы ливневой канализации, устанавливаются исходя из необходимости:

- поэтапного сокращения вплоть до полного прекращения загрязнения водных объектов опасными веществами, указанными в Перечне I Приложения 1 к Федеральному закону. Перечень I содержит опасные загрязняющие вещества и группы веществ, характеризующиеся токсичностью, стойкостью и склонностью к биоаккумулированию, за исключением биологически безвредных веществ и веществ, которые под воздействием естественных биохимических процессов быстро преобразуются в биологически безвредные вещества;

- поэтапного сокращения поступления в водные объекты загрязняющих веществ или групп веществ, указанных в Перечне II Приложения 1 к Федеральному закону. Перечень II содержит загрязняющие вещества и показатели, вызывающие и (или) свидетельствующие о повышении мутности и минерализации вод водных объектов, эвтрофикации водных объектов, нарушении кислородного режима, ухудшении эстетических и органолептических свойств вод водных объектов, а также оказывающих негативное воздействие на животный и растительный мир;

- поэтапного сокращения содержания в ливневых сточных водах кислородпоглощающих веществ, взвешенных веществ и эвтрофирующих веществ;

- обеспечения соответствия ливневых сточных вод, поступающих в водные объекты в пределах уязвимых зон, показателям, указанным в Таблице1

Таблица 1 Требования к составу и свойствам очищенных сточных вод при сбросе в поверхностные водные объекты (уязвимые зоны) по эвтрофирующим веществам

Нагрузка на очистные сооружения	Общий фосфор, мг/дм3	Общий азот, мг/дм3
	после 9 лет со дня вступления в силу настоящего Закона	после 9 лет со дня вступления в силу настоящего Закона
От 2000 до 50 000 ЭЖ (до 3000 кг БПК5/сут)	1,8	15
От 50 000 до 250 000 ЭЖ (до 15000 кг БПК5/сут)	1,5	5
более 250 000 ЭЖ (более 15000 кг БПК5/сут)	1,1	5

- необходимости соблюдения целевых показателей качества воды в водных объектах [1].



Механические методы очистки сточных вод. Тангенциальная песколовка

Принцип действия технологического процесса очистки

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

Применение песколовок обусловлено тем, что при совместном выделении в отстойниках минеральных и органических примесей возникают значительные затруднения при удалении осадка из отстойников и дальнейшем его сбраживании в метантенках.

Песколовки следует предусматривать при расходе сточных вод более 100 м3/сутки.

Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил.

Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадал песок и другие тяжелые минеральные частицы, но не выпадал осадок органического происхождения.

По характеру движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные-- с круговым или прямолинейным движением воды, вертикальные-- с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды. Последние в зависимости от способа создания винтового движения подразделяются на тангенциальные и аэрируемые.

Осевший на дно песколовки с прямолинейным движением воды песок сдвигается к приямку, расположенному в начале сооружения, скребками, при этом происходит частичная отмывка песка. Из приямка песок удаляют гидроэлеватором или песковыми насосами.

Песколовки сооружают из сборных железобетонных элементов унифицированных размеров [2].

Тангенциальная песколовка представляет собой конусообразную емкость с наклонным транспортером осажденного песка. К верхней проточной зоне емкости подходят подводящий и отводящий патрубки сточной воды. В нижней части конусообразной емкости предусмотрен узел промывки песка с подводящим и отводящим патрубками промывной воды. Внутри емкости вертикально установлено перемешивающее устройство, приводимое в движение мотор-редуктором. Еще один мотор-редуктор приводит в движение шнек транспортера песка. Транспортер песка устанавливается под углом 35°, и представляет собой набранный из секций неподвижный корпус с расположенным внутри него вращающимся винтом. Круглый в сечении корпус защищен изнутри от истирания износостойкими полимерными вставками. Секции корпуса соединяются между собой фланцевыми соединениями.

Подвод воды к рабочей части производится тангенциально (по касательной), и перемещается по кругу вдоль ее стенок за счет движения перемешивающего устройства. На периферии вода движется вниз, а в центре - вверх. В таких песколовках каждая частица испытывает кроме сил тяжести влияние центробежных сил. Это способствует более интенсивному отделению песка от воды и легких органических примесей, которые вследствие вращательного движения поддерживаются во взвешенном состоянии и не выпадают в осадок. Песок сползает по стенкам конусообразной емкости, и поступает в узел промывки. Отделенная от песка сточная вода по отводящему патрубку направляется на последующие стадии очистки. В узле промывки песок промывается водой под давлением. Для улучшения процесса отмывки песка от органических соединений, он перемешивается рабочими органами перемешивающего устройства. Промывная вода отводится на последующие стадии очистки, а песок накапливается в нижней части емкости, где посредством шнекового транспортера перемещается до узла разгрузки и сбрасывается в накопительную емкость или на транспортер [3].

Выгрузка осадка из песколовки производится от одного раза в 2-4 суток до одного раза в сутки в зависимости от поступления и накопления песка. Периодичность отгрузки, как и периодичность работы скребков, -- устанавливается опытным путем. Обязательно предусматривается дополнительная выгрузка осадка из песколовок после сильных дождей или в периоды прочистки канализационных сетей [4].

Тангенциальные песколовки обеспечивают более полное задержание песка с малым количеством органических загрязнений [2].

1- подводящий канал; 2- отводящий канал; 3- рабочая часть; 4-регулируемый водослив; 5- песок; 6- шнековый подъемник;

Рисунок 1 Схема тангенциальной песколовки с вихревой водяной воронкой

Диапазон применимости технологии

Область применения тангенциальных песколовок - при расходах сточных вод до 75000 м3/сут.

Расчет производится на задержание песка с гидравлической крупностью 18--24 мм/с (песок крупностью 0,2--0,25 мм).

Особенностью песколовки является малая глубина ее проточной части. Нагрузку на песколовку принимают равной 110 м3/(м2•ч) (при максимальном притоке). Диаметр песколовки принимается не более 6 м.

При скоростях течения в главном лотке 0,6--0,8 м/с удаляется песок разных фракций: 0,4-0,3 мм на 95%, 0,24 мм на 85% и 0,15 мм на 65% [4]. Влажность задерживаемого песка при колебаниях нагрузки от 70 до 140 м3/(м2•ч) составляет 19--20%, зольность--94 %, количество песка-- от 14,5 до 40% крупностью менее 0,2 мм [3].

Песколовки предназначены для использования в сточных водах с рН=6,5ч8,5[2].

Достоинства и недостатки технологии очистки

Преимущества:

модульная конструкция идеально подходит для малых очистных сооружений - не требует значительных капитальных затрат;

повышенная эффективность благодаря использованию тангенциального движения жидкости.

Основной недостаток тангенциальных песколовок заключается в том, что они очень чувствительны к неравномерности притока сточных вод [4].

Таблица 2 Характер и причины нарушений в работе песколовок, мероприятия по их устранению

Характер нарушений	Причины, вызывающие нарушения	Мероприятия по устранению нарушений
1	2	3
Вынос большого количества песка в последующие звенья сооружений. Содержание песка в сыром осадке отстойников более 8 %. Активный ил, содержащий частицы песка, при отстаивании быстро осаждается на дно цилиндра; зольность возвратного активного ила более 30 %	Не соблюдается оптимальная периодичность отгрузки осадка; ливневые дожди; гидравлическая перегрузка; неравномерное распределение потоков сточных вод между работающими песколовками за счет разрушения распределительных устройств; отсутствие плавно расширяющегося перехода от камеры гашения скорости потока поступающих сточных вод до песколовки, обеспечивающего снижение скорости до оптимальной; поступление большого количества песка более мелких фракций по сравнению с принятыми в проектных расчетах;	Экспериментально установить необходимую периодичность отгрузки осадка; чаще отгружать осадок из песколовок после сильных дождей; подключить резервную песколовку, при постоянных гидравлических перегрузках предусмотреть проектирование и установку дополнительной песколовки или интенсифицировать работу действующих; ремонт распределительных устройств
	конструктивные недостатки
Большое количество органических примесей в осадке из песколовки, что характеризуется повышенной влажностью и пониженной зольностью и плотностью осадка	Недостаточная скорость потока сточных вод в песколовке	Отключить одну или несколько песколовок или отделений песколовок; реконструкция или замена на аэрируемые песколовки
Загнивание уплотненного осадка, неэффективное сползание осадка к приямку, накопление осадка, сложности при его отгрузке	Конструктивные недостатки (недостаточный уклон стенок приямка и днища песколовки к приямку), нарушение работы скребковых механизмов и гидроэлеваторов за счет засорения и плохой конструкции или замерзание задвижек гидроэлеватора в зимний период	Уменьшить расстояния между скребками, усовершенствовать поверхности скребков и т. д.; устроить гидросмыв, реконструировать и наладить работу гидроэлеваторов; установить теплоизоляционные щиты в зимний период для предупреждения промерзания задвижек гидроэлеваторов
Неравномерная аэрация в разных участках аэрируемых песколовок, что приводит к снижению эффективности работы	Не отрегулирован расход воздуха по стоякам; засорены дырчатые трубы	Регулировать расход воздуха по стоякам с установкой внутри фланцевых соединений резиновых диафрагм (регулярно их заменять по мере износа); прочищать дырчатые трубы после опорожнения песколовки

Возможности автоматизации технологического процесса очистки

Возможна автоматизация работы песколовки по времени. Все приводы песколовок (перемешивающего устройства и транспортера) оснащены защитно-пусковой электроаппаратурой. Предусматривается сигнализация нормальной работы оборудования и аварийных ситуаций. Предусмотрена возможность обратного хода шнека (реверса) для снятия возможного заклинивания [3].

Типоразмерные ряды оборудования, реализующего рассматриваемый технологический процесс.

Типоразмерный ряд изучаемого оборудования рассмотрим на примере продукции компаний «Промышленная Группа ЭКОТОН» и «Эководстройтех».

«Промышленная Группа ЭКОТОН» разрабатывает тангенциальные песколовки ПТ- 50 и ПТ- 100.

Рисунок 2 Песколовка тангенциальная ПТ

Технические характеристики песколовок и типоразмерный ряд ПТ- 50 и ПТ- 100 представлены в таблице 3 и в таблице 4.

Таблица 3 Технические характеристики песколовок ПТ-50/100

Наименование параметра	Единица измерения	ПТ- 50	ПТ- 100
Максимальная пропускная способность	м3/ч	50	10
Скорость подачи сточных вод	м/с	0,6 - 0,8	0,6 - 0,8
Диаметр удерживаемых частиц свыше	мм	0,2 - 0,25	0,2 - 0,25
Мощность привода перемешивающего устройства	кВт	0,18	0,18
Мощность привода шнекового транспортера	кВт	2,2	2,2
Диаметр транспортерного винта	мм	190	190
Масса	кг	620	750

Таблица 4 Типоразмерный ряд ПТ- 50 и ПТ- 100

Типоразмер	L, мм	B, мм	H, мм	D, мм	Dy, мм	L1, мм	L2, мм	L3, мм	L4, мм	L5, мм	L6, мм	L7, мм
ПТ- 50	4045	1080	2920	960	150	3345	1820	1570	300	375	570	630
ПТ- 100	4430	1220	3160	1100	300	3325	1880	1700	380	480	480	710

Но при размещении каждого конкретного заказа «Промышленной Группы ЭКОТОН» технические характеристики оборудования могут отличаться от приведенных. Оборудование выпускается на основании согласованного с Заказчиком Технического Задания [3].

Компанией «Эководстройтех» производится 2 вида тангенциальных песколовок: СФ и ЛСФ.

Песколовки типа «СФ» - самые небольшие из них и рассчитаны для выделения песка и аналогичных ему веществ из стоков, отличающихся незначительными объемами примесей. Это могут быть небольшие поселения, производства; при этом решается вопрос вторичного применения песка для каких-либо целей.

Песколовки типа «ЛСФ» побольше, посложнее и в состоянии работать непрерывно в очистных сооружениях промпредприятий (химических, металлургических, машиностроительных), заводов. Они способны удалять из стоков более «тяжелые» (значительный удельный вес, большое количество) примеси (песок, шлаки, шламы). У устройств больший диаметр шнекового транспортера и прочнее его вал. Модификации различаются использованием в деталях и узлах разных материалов (сталей). Последнее определяет область их применения [5].

Габаритные размеры и технические параметры тангенциальных песколовок типа «СФ» представлены в таблице 5 и таблице 6.

1 - мотор редуктор, 2 - шнековый транспортер, 3 - приемный бункер для стоков.

Рисунок 3 Схема тангенциальной песколовки типа «СФ»

Таблица 5 Габаритные размеры тангенциальных песколовок типа «СФ»

Марка песколовки	Диаметр шнека (мм)	Габаритные размеры (мм)	Патрубки (мм)
		L1	L0	L	H	H0	B	B1	B2	C	U	DN1	DN2
СФ 260	220	2800	3840	4000	1600	1550	1200	310	1250	220	260	100	150
СФ 320	280	2800	4380	4500	1700	1750	1260	370	1310	270	320	150	200
СФ 360	320	3800	5760	6000	2150	2400	1420	410	1470	320	360	200	250
СФ 420	380	3800	6150	6500	2150	2550	1720	470	1770	390	420	250	300
СФ 460	420	3800	6250	6500	2250	2560	1970	490	2000	440	460	300	350

Таблица 6 Технические параметры тангенциальных песколовок типа «СФ»

Параметры	Единица измерения	Марка песколовки
		СФ 260	СФ 320	СФ 360	СФ 420	СФ 460
Диаметр шнека	мм	220	280	320	380	420
Производительность	мі/час	18…43	43…72	72…97	97…126	126…155
Мощность	кВт	0,37	0,37	0,75	1,50	1,50
Скорость вращения шнека.	об/мин	5	5.8	5

1 - мотор редуктор, 2 - опора, 3 - площадка для обслуживания, 4 - приемный бункер для стоков, 5 - подающий патрубок.

Рисунок 4 Схема тангенциальной песколовки типа «ЛСФ»

Технические характеристики тангенциальных песколовок типа «ЛСФ» представлены в таблице 6

Таблица 6 Технические характеристики тангенциальных песколовок типа «ЛСФ»

Параметры	Единица измерения	Марка песколовки
		ЛСФ 500	ЛСФ 600	ЛСФ 750
Диаметр шнека	мм	500	600	750
Производительность	мі/час	500	1000	1800
Мощность	кВт	3,0	5,5	5,5
Габаритные размеры:
- L	мм	9800	12500	15000
- A	мм	9420	11560	13800
- A1	мм	8660	10600	12720

Конкретные характеристики тангенциальных песколовок уточняются при согласовании Технического задания с Заказчиком и могут отличаться от приведенных в таблице [6].



Расчет и проектирование решетки тангенциальной песколовки

Максимальный расход сточных вод: Qmax = 9000 м3/ сут = 0,104 м3/с

Максимальный среднесуточный расход сточных вод определяется по формуле (1):

Qср = 3600Qmaxk (1)

где k - коэффициент неравномерности водоотведения.

Qср = 3600•0,104•1,6 = 600 м3/ч

Так как по заданию дано два отделения песколовки, то определяем площадь, м2, каждого отделения тангенциальной песколовки:

, (2)

где q0 - нагрузка на песколовку при максимальном притоке, q0 = 110 м3/(м2•ч);

qmax - максимальный среднесуточный расход сточных вод, м3/с;

n - количество отделений тангенциальной песколовки.

Рассчитываем диаметр каждого отделения, м:

, (3)

Диаметр песколовки не должен превышать 6 м, в соответствии со СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения».

Вычисляем размеры бункера (конусной части) песколовки - глубину h1, м, и высоту h2, м:

, (4)

, (5)

Определяют объем конусной части (бункера) песколовки, м3:

, (6)

В соответствии со СНиП 2.04.02-84 удельное среднесуточное (за год) водопотребление на хозяйственно-питьевые нужды населения принимаем с учетом застройки зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией с централизованным горячим водоснабжением: qн.вод = 240 л/ чел•сут

Количество населения с учетом qн.вод составляет 37500 человек

По формуле (7) рассчитывают суточный объем осадка, накапливаемого в песколовках.

, (7)

где qос - удельное количество песка, л/сут. на 1 человека, принимаемое в соответствии со СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения».

Находим период заполнения бункера песколовки осадком, сут:

(8)

t = 1,467/0,75 = 1,956 сут

Для того, чтобы не было переизбытка накопившегося песка, выгрузку бункера необходимо проводить один раз в сутки.



Заключение

В данном курсовом проекте были рассмотрены и изучены следующие вопросы:

1. Принцип действия технологического процесса очистки тангенциальной песколовки;

2. Диапазон применимости технологии;

3. Достоинства и недостатки технологии очистки;

4. Возможности автоматизации технологического процесса очистки;

5. Типоразмерные ряды оборудования, реализующего рассматриваемый технологический процесс.

На основании задания рассчитаны диаметр каждого отделения тангенциальной песколовки, размер бункера песколовки, период заполнения бункера.



Список использованных источников

Общий технический регламент "О водоотведении" проект № 284072-4

Яковлев С. В., Карелин Я. А., Жуков А. И. Канализация: учебник для вузов. М.: Стройиздат, - 1975. - 632 с.

Промышленная Группа ЭКОТОН http://www.ekoton.com

Энциклопедия знаний http://www.pandia.ru

Экологический центр водных строительных технологий http://ecovod.ru

Размещено на Allbest.ru

...