Размещено на http://www.allbest.ru

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» (ФГБОУ ВО ПГУПС)

Факультет «Промышленное и гражданское строительство»

Кафедра «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»

Направление 08.03.01 «Строительство»

Профиль «Водоснабжение и водоотведение»

Курсовая работа Форма обучения - очная

по дисциплине «Водоотведение» Вариант: 4

на тему: «Определение необходимой степени очистки бытовых сточных вод и подбор соответствующих очистных сооружений»

Выполнил обучающийся

Курс 3 Руководитель Григорьева А.Д. О.Г. Капинос

Группа ВВБ-904

Санкт-Петербург 2021



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Факультет «Промышленное и гражданское строительство»

Кафедра «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»

Направление 08.03.01 «Строительство»

Профиль: «Водоснабжение и водоотведение»

Календарный план выполнения и защиты курсовой работы

по дисциплине

«Водоотведение»

Григорьева А. Д.

Тема: «Определение необходимой степени очистки бытовых сточных вод и подбор соответствующих очистных сооружений»

№ п/п	Наименование этапов	Планируемая дата	Фактическая дата	Подпись руководителя	Примечание
1	Выдача задания на курсовую работу	16.09.2021
2	Сдача курсовой работы на первую проверку	14.12.2021
3	Сдача курсовой работы на повторные проверки при необходимости	21.12.2021
4	Допуск к защите курсовой работы	22.12.2021
5	Защита курсовой работы	29.12.2021

Руководитель _____________________ О.Г. Капинос

« » сентября 2021 г.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Факультет «Промышленное и гражданское строительство»

Кафедра «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»

Направление 08.03.01 «Строительство»

Профиль «Водоснабжение и водоотведение»

Оценочный лист на курсовую работу

по дисциплине

«Водоотведение»

Тема: «Определение необходимой степени очистки бытовых сточных вод и подбор соответствующих очистных сооружений»

Оценка курсовой работы

№ п/п	Материалы необходимые для оценки знаний, умений и навыков	Показатель оценивания	Критерии оценивания	Шкала оценивания	Полученные баллы
1	Пояснительная записка к курсовой работе	Соответствие исходных данных выданному заданию	Соответствует	5
			Не соответствует	0
		Обоснованность принятых технических, технологических и организационных решений, подтвержденная соответствующими расчетами	Все принятые решения обоснованы	20
			Принятые решения частично обоснованы	1-19
			Принятые решения не обоснованы	0
		Использование современных методов проектирования	Использованы	5
			Не использованы	0
		Использование современного программного обеспечения	Использовано	5
			Не использовано	0
Итого максимальное количество баллов по п. 1	35
2	Графические материалы	Соответствие разработанных чертежей пояснительной записки	Соответствует	20
			Не соответствует	0
		Соответствие разработанных чертежей требованиям методических указаний	Соответствует	10
			Не соответствует	0
		Использование современных средств автоматизации проектирования	Использовано	5
			Не использовано	0
Итого максимальное количество баллов по п. 2	35
ИТОГО максимальное количество баллов	70
Защита курсовой работы	- получены полные ответы на вопросы - 25-30 баллов; - получены достаточно полные ответы на вопросы - 20-24 баллов; - получены неполные ответы на вопросы или часть вопросов - 11-20 баллов; - не получены ответы на вопросы или вопросы не раскрыты - 0-10 баллов.	30
Итоговая оценка	«Отлично» - 86-100 баллов «Хорошо» - 75-85 баллов «Удовлетворительно» - 60-74 баллов «Неудовлетворительно» - менее 59 баллов (вкл.)

Заключение: рецензируемая курсовая работа соответствует требованиям основной образовательной программы (08.03.01) направление «Строительство» профиль «Водоснабжение и водоотведение».

Итоговая оценка -

Руководитель _________________ О.Г. Капинос



Введение

Данная курсовая работа представляет перед нами задачу в виде проектирования и расчета очистных сооружений. Работа выполнена в соответствии с заданием, в котором указаны основные исходные данные: характеристика водоема, количество населения, норма водоотведения, данные о промышленном предприятии, о железнодорожной станции и депо. Для проектирования и реконструкции очистных сооружений необходимо произвести расчет требуемой эффективности действия очистных сооружений с определением конкретных допустимых параметров тех или иных загрязняющих компонентов, сбрасываемых со сточными водами, так как бытовые и атмосферные сточные воды, попадающие после очистки в водные объекты (водотоки и водоемы), при определенных условиях могут отрицательно влиять на качество воды в них, вызывать цветение воды и отложение осадков на дне этих объектов.

В данной курсовой работе определен тип технологической схемы, рассчитаны рассчитанные концентрации, выявлена необходимая степень очистки, концентрация загрязнения по БПК и по взвешенным веществам, также вычислены расходы от населения, промышленного предприятия и железнодорожного депо.

Допустимые степени загрязнения сбрасываемых после очистки сточных вод отличаются от допустимых значений загрязнения воды водных объектов, которые нормируются ГН 2.1.5.689 - 98.



1. Определение расчетных расходов сточной воды и концентраций загрязнений

На станцию очистки сточных вод поступают стоки от жилых кварталов, промышленных предприятий и железнодорожной станции.

· Определение суточного расхода сточных вод от жилых кварталов

Определяется по формуле:

= = = 9250, м³/сут,

где n_ж - норма водоотведения, л/сут на 1 чел; (по заданию)

Nж - количество населения в канализируемом районе; чел, (по заданию)

· Определение суточного расхода сточных вод от промышленного предприятия

На промышленном предприятии образуется 3 вида сточных вод: производственные, бытовые и душевые. Суточный расход промышленного предприятия складывается из чуточных расходов всех трех типов сточных вод:

= + + ; м³/сут,

где:

1) - суточный средний расход производственных сточных вод пром. предприятием:

, м³/сут,



Где - расход производственных сточных вод ( по заданию = 1500 м³/см)

м³/сут,

- часовой расход производственных сточных вод в 1 смену;

м³/см,

2) суточный средний расход бытовых сточных вод пром. предприятием:

, м³/сут,

где - расход бытовых сточных вод в сутки;

= 0,025* 200 = 5 м³/сут,

м³/сут,

3) средний расход душевых сточных вод пром. предприятием:

= ,

Где м³/сут,

= 7,5 * 3 = 22,5 м³/сут

Итого сточных вод от пром. предприятия:

= 4500 + 22,5+ 15 =4537,5 м³/сут

· Определение суточных расходов сточных вод от объектов железнодорожной станции

С территории железнодорожной станции отводятся бытовые и производственные воды, образующиеся от пассажирского здания, дежурных комнат поездных бригад, локомотивного депо, наружной обмывки тепловозов, реостатных испытаний тепловозов и моечных машин.

= + + + + + + , м³/сут

1) = , м³/сут,

= = 3 м³/сут

где n - норма водоотведения; 25 л/сут на 1 чел в холодных цехах;

N раб - число рабочих в смену (по заданию)

= м³/сут.

2) = * n_{см ж/д ст}, м³/сут;

*3= 5,7 м³/сут.

3) = м³/сут.

4) = q_cт.д. * Nст.д. = 6*8 = 24 м³/сут,

= q_cт.д. * Nтепл. = 1,7 * 4= 6,8 м³/сут,

где - количество тепловозов, подлежащих обмывке в сут.; по заданию = 4



= q_cт.д. * Nсекц. = 0,2 * 2 = 0,4 м³/сут,

где - количество тепловозов, подлежащих реостатному испытанию, по заданию равно 2.

= q_cт.д. * Nмоеч. = 0,72 * 4 = 2,3 м³/сут,

где N_мм - количество моечных машин, по заданию =4;

Итого суточный расход сточных вод от объектов железнодорожной станции:

= 9 + 5,7 + 24 + 24 + 6,8 + 0,4 + 2,3 = 72,2 м³/сут

· Qсут = + + = 9250 + 4537,5 + 72,2 = 13 859,7 м³/сут

2. Определение коэффициента смешения сточных вод с водой водоема

Концентрация i-го загрязнения сточных вод от населения определяется:

= ,

где a_i - количество загрязняющих веществ i-го типа, согласно [1, 2]: a^вв = 65 г/сут на 1 чел , a^БПК = 75 г/сут на 1 чел.

· Концентрация загрязнения по взвешенным веществам:

= = = 260 мг/л



· Концентрация загрязнения по БПК₂₀ :

= = = 300 мг/л

Средняя концентрация смеси сточных вод по содержанию взвешенных веществ (ВВ):

C_ср^вв = , мг/л

где , , - концентрация смеси сточных вод от жилых

кварталов, ПП и ж/д станции;

C_ср^вв = = 190,8 мг/л

Средняя концентрация смеси сточных вод по БПК:

C_ср^БПК = , мг/г

Где , , - концентрация смеси сточных вод по содержанию БПК от жилых кварталов, пром. предприятия и ж/д станции;

C_ср^БПК = = 204,1 мг/л

Таблица притока сточных вод составлена с учетом часовой неравномерности водоотведения.

Таблица 1 таблица расходов

1. 3. Определение необходимой степени очистки сточных вод

Определение необходимой степени очистки сточных вод производят с учетом разбавления сточных вод водой водоема с помощью коэффициента смешения.

Коэффициент смешения a определяется по формуле Караушева- Родзиллера:

a = ,

где

Lр.с. - расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа,

Lр.с. = Lп - 1000 = 2100-1000 = 1100 м;

Lп- расстояние по прямой от места выпуска сточных вод до ближайшего пункта водопользования, м по заданию 2100 м;

Q_р- расход воды в водоеме 95% обеспеченности; по заданию 3,4 м³/с;

q - среднесекундный расход сточных вод, сбрасываемый в водоем:

q = = = 0,194 м³/с;

б - коэффициент, учитывающий гидравлические факторы, влияющие на процесс смешения:

б = ? * о * = 1,619 * 1,5 * = 0,801;



? - коэффициент извилистости русла реки

? = = = 1,619;

Lф - расстояние от места сброса сточных вод до ближайшего пункта водопользования по форватеру, по заданию 3400 м;

о - коэффициент, учитывающий тип выпуска сточных вод, для руслового выпуска о = 1,5;

Е - коэффициент турбулентной диффузии, для равнинных рек определяется по формуле Потапова:

Е = = = 0,0212;

V_ср - средняя скорость течения воды в реке; по заданию 0,72 м/с;

Нср - средняя глубина воды в реке; по заданию 5,9 м;

Тогда,

a = = = 0,995

· Определение необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ

Для определения допустимой концентрации сточных вод по взвешенным веществам, сбрасываемых в водный объект составляется уравнение баланса содержания взвешенных веществ в воде водоема:

а * Qр * + q* = (а * Qр +q) * (+ ),



где - содержание взвешенных веществ в воде водоема до выпуска в него сточных вод; по заданию 8 мг/л;

- допустимая концентрация взвешенных веществ в сбрасываемых сточных водах, мг/л;

- предельно-допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в воде водоема ; для водоемов 1 вида 2 категории = 0,75 мг/л.

= * + = * 0,75+ 8 = 21,77 мг/л

Необходимый эффект очистки по взвешенным веществам:

- концентрация смеси всех сточных вод по взвешенным веществам,

= *100% = *100 = 88,6%

· Определение необходимой степени очистки сточных вод по допустимому БПК₂₀

Уравнение баланса по БПК₂₀ в месте выпуска сточных вод:

а * Qр * + q* = (а * Qр +q) *

где - концентрация загрязнений по БПК₂₀ в воде водоема до выпуска в него сточных вод; по заданию 6 мг/л;

- допустимая концентрация сточных вод по БПК₂₀ в воде водоема до выпуска в него сточных вод, мг/л;

- предельно-допустимая концентрация по БПК₂₀ воды водоема в месте выпуска сточных вод; согласно[2] равно 6 мг/л для 1 вида 2 категории.

= * - * = ( 21,47-20,298) /0,195 = 6 мг/л

· Определение необходимой степени очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода в воде водоема

При расчете предполагается, что если содержание кислорода в воде водоема через двое суток после сброса сточных вод не уменьшится ниже допустимых пределов, то такого уменьшения не произойдет и в дальнейшем.

Уравнение баланса содержания растворенного кислорода в воде водоема:

а * Qр * O_p - (а * Qр * +q * ) * R = (а * Qр +q) * Oпд ,

где O_p - концентрация растворенного кислорода в воде водоема до выпуска в него сточных вод; по заданию 10 мг/л;

- допустимая концентрация сточных вод по БПК₂₀ на выпуске, исходя из содержания в воде водоема растворенного кислорода, мг/л;

R - коэффициент пересчета БПК20 в БПК₂ (R=0,4);

Опд - предельно-допустимое содержание растворенного кислорода в воде водоема для 1го вида 2 категории: 6 мг/л [2].

)*0,4 = ;

= =54,4 мг/л;

Из двух выше полученных необходимых степеней очистки выбираем наименьшую концентрацию. В данном курсовом проекте принимается необходимая степень очистки сточных вод по допустимому БПК₂₀, так как

>

(54,4 > 6 соответственно)

Определяем необходимый эффект очистки по БПК:



= *100% = *100 = 97,1%

4. Выбор метода очистки сточных вод

В зависимости от вида, степени и количества загрязнений сточных вод применяются следующие методы очистки:

механический, основанный на механическом извлечении частиц загрязнений из сточных вод. Механический метод позволяет снижать содержание взвешенных веществ на 40...60 % (эффект очистки) и уменьшить БПК_полн примерно на 20 %;

биологический, основанный на применении биохимических процессов окисления и восстановления загрязнений. Эти процессы могут происходить в естественных условиях или в искусственных, близких к естественным, на очистных сооружениях; они аналогичны процессам, происходящим в водных объектах или в почве. При биологической очистке БПК_полн уменьшается примерно на 80%, при этом в очищенной воде БПК20 составляет 10...15 мг/дм3;

физико-химический (или химический), основанный на воздействии на загрязнения различных химических реагентов, вызывающих их окисление или восстановление путём флотации и фильтрации при использовании реагентов. В результате химических реакций и физических воздействий на загрязнения они окисляются или преобразуются, например, всплывают на поверхность, выпадают в осадок и т. д.

При применении доочистки после полной биологической очистки БПК_полн уменьшается на 92%, концентрация взвешенных веществ на 98...99%.

Согласно приведенным выше расчетам:

1. Суточный расход сточных вод равен 13 859,7 м³/сут

2. Концентрация загрязнений смеси сточных вод, поступающей на станцию очистки:

· по ВВ: С^вв = 190,8 мг/л;

· по БПК: С^БПК = 204,2 мг/л;

3. Допустимая концентрация и необходимый эффект очистки сточных вод:

· по ВВ: = 21,8 мг/л; при Э^вв = 88,6 %

· по БПК: = 6 мг/л; при Э^БПК = 97,1 %

Известно:

1. При расходах сточных вод q ? 10 тыс. м³/сут рекомендуется применять осветлители-перегниватели.

2. При расходах сточных вод q ? 10 тыс. м³/сут можно использовать как радиальные, так и горизонтальные отстойники.

3. При расходах от 1 тыс. м/сут до 50 тыс. м³/сут следует использовать высоконагружаемые фильтры. После биофильтров вода, как обычно, направляется во вторичные отстойники для осаждения биопленки, а осадок из них подается через иловую насосную станцию в осветлители-перегниватели.

Схемы с аэротенками применяют при расходах от 20 тыс. м³/сут до 2...3 млн. м³/сут. В этих схемах обязательно используются воздуходувные станции. Осадок, выпадающий во вторичных отстойниках (ВО), делится на так называемый циркулирующий активный ил, который снова направляется в аэротенк, и избыточный ил. Остаточная часть ила после уплотнения в илоуплотнителях (ИУ) направляется в метантенки и далее на обезвоживание.

4. В случаях применения вертикальных, горизонтальных и радиальных отстойников для сбраживания (перегнивания) осадка как из первичных, так и из вторичных отстойников предусматривают специальные сооружения - метантенки (М). Сброженный осадок подается на сооружения для обезвоживания осадка. В случае применения осветлителей-перегнивателей осадок из первичных, так и из вторичных отстойников подается в перегниватель. Перегнивший осадок подается на обезвоживание.

Основные способы обеззараживания:

* с помощью сильных окислителей - хлора, диоксида хлора, гипохлорида натрия, озона и др.;

* с помощью физического воздействия ультрафиолетовых лучей (УФ), ультразвука и радиоактивного излучения.

Хлор общепризнан как эффективное дезинфицирующее средство. Однако в последние годы установлено, что при взаимодействии хлора с растворенными и нерастворенными органическими соединениями образуется хлорорганика, т. е. в воде возникают различные хлорорганические соединения, весьма вредные для здоровья человека, в том числе канцерогенные. Хлор действует только на бактерии.

Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей заключается в разрушении молекул ДНК бактерий, вирусов, водорослей и других микроорганизмов. Для обеззараживания применяются высокоинтенсивные ртутные лампы (УФ) низкого давления. Сточные воды обеззараживаются на 99,9%.

В случае хлорирования сточных вод требуются сооружения для дехлорирования .



5. Технологическая схема очистки сточных вод на станции водоотведения

Технологическая схема очистки сточных вод на станции водоотведения

Р - решетки; П - песколовки; ПБ - песковые площадки или бункеры для песка; О - отстойники; ВО - вторичные отстойники; Хл - хлораторная; См - смеситель сточной воды с хлором; К - контактный резервуар; М - метантенки; А - аэротенки обычные; Вз - воздуходувная станция; ИУ - илоуплотнители; В - выпуск (удаление) осадка; ИНС - иловая насосная станция; Реаг. - реагент для дехлорирования; К' - контактный резервуар на 10 мин; ИП - иловые площадки

1 - осадок из первичного отстойника на иловую насосную станцию

2 - осадок из вторичного отстойника на иловую насосную станцию

3 - подача циркулирующего активного ила в регенератор

4 - подача избыточного активного ила в илоуплотнитель

5 - возврат уплотненного ила на иловую насосную станцию

6 - подача уплотненного избыточного активного ила из первичного отстойника в метантенк

7 - подача ила из контактного резервуара на обезвоживание

8 - подача иловой воды в голову очистных сооружений



Заключение

В ходе выполнения курсовой работы, выбрана 1 технологическая схема очистки сточных вод с горизонтальным отстойником, аэротенком и доочисткой (так как = 6, что меньше 15 мг/л) и хлорированием. Произведены все необходимые расчеты для ее определения.

очистка сточный загрязнение хлорирование



Библиографический список

1. Дикаревский В.С., Иванов В.Г., Черников Н.А., Смирнов Ю.А. Очистка

бытовых сточных вод [Текст] : Учебное пособие. - СПб.: ПГУПС, 2005 - 157 с

2. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод [Текст] : Учебник для вузов. - Изд. 2-е. - М.: Изд. Ассоциации строительных вузов, 2002 - 703 с

3. Расчеты по сбросам сточных вод в водоемы : Метод.указания к курсовому и диплом. проектированию / ПГУПС, каф. "Водоснабжение и водоотведение" ; сост.: В. С. Дикаревский, О. А. Продоус. - СПб. : ПГУПС, 1993 - 26 с.

Размещено на Allbest.ru

...