Проектирование очистных сооружений

6. Описание и расчёт сооружений и коммуникаций очистной станции.

7.1 Расчет приемной камеры (ПК).

Приемная камера предназначена для приема сточных вод, поступающих на очистные сооружения канализации, гашения скорости потока жидкости и сопряжения трубопроводов с открытым лотком.

ПК конструируется на поступление сточных вод по одному или двум трубопроводам и располагается  в насыпи высотой до 5 м.

Выбор ПК осуществляется на максимальный расход сточных вод.

Таким образом, принимаем ПК со следующими параметрами:

 

Пропускная способность	До 750 л/с
Диаметр трубопровода	700
Количество ниток	2
Размеры ПК А х В  х Н мм	1600х2500х1600

 

7.2 Решётки

Для задержания крупных  плавающих отбросов на очистных сооружениях  устанавливаем решётки со стержнями прямоугольной формы, обеспечивающей лучшее задержание и удаление отбросов.

Решётки следует оснащать механизированными граблями для  снятия отбросов.

Необходимо предусмотреть  резервную решётку.

Решётки размещаем в  отдельных отапливаемых и вентилируемых помещениях, снабженных грузоподъёмными приспособлениями. Для предотвращения поступления холодного воздуха через подводящие и отводящие каналы необходимо устраивать завесы.

Расчетный расход сточных вод, м³/с, для решеток определяем в зависимости от максимального часового расхода:

.

Принимаем:

• глубина воды в камере решетки =1м;
• средняя скорость воды в прозорах между стержнями ;
• ширина прозоров .

 

Определяем количество прозоров:

 

где     - глубина воды перед решёткой;

- коэффициент, учитывающий стеснение  прозоров граблями и задержанными  загрязнениями и равный 1,05.

 

Принимаем толщину стержней решётки 

Ширину решётки находим  по формуле:

где     - толщина стержней решётки, м;

- количество прозоров;

- ширина прозоров между стержнями,  м.

 

Принимаем решётку РМУ-3:

• номинальные размеры BхH=1000х2000,мм;
• число прозоров n=39.

Проверяем скорость воды в прозорах решетки:

 

Находим длину камеры решётки:   ,

Конструктивно принимаем:    

Следовательно,

Объём улавливаемых отбросов составит:

При их плотности  масса загрязнений составит:

Для измельчения задерживаемых  загрязнений применяем две дробилки Д-3б (одна из них резервная), производительностью 300 кг/ч; мощность электродвигателя 22 кВт.

 

 

Основные показатели механизированных решеток

Таблица 3

Марка	Номинальные размеры  канала, ВхН, мм	Ширина канала в месте  установки решетки, мм	Число прозоров	Толщина стержней, мм
РМУ-3	1000х2000	1550	39	6

 

7.3 Песколовки горизонтальные с круговым движением воды

 

Для улавливания из сточных  вод песка и других минеральных  нерастворённых загрязнений применяют  песколовки. Они подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с вращательным движением жидкости; последние бывают тангенциальные и аэрируемые. В данном курсовом проекте принимаем горизонтальные песколовки с круговым движением воды. Принимаются минимум два отделения песколовки.

Принимаем два рабочих  отделения песколовки. Площадь живого сечения каждого отделения принимаем по формуле:

где     - максимальный расчетный расход, м³/с;

- скорость в песколовке, м/с;

- число рабочих отделений  песколовки.

 

Выбираем расчетную глубину песколовки Н=0,5 м, принимаем гидравлическую крупность песка  u=18,7 мм/с и коэффициент к=1,7.

Определяем длину окружности песколовки по средней линии:

 

,

 где    к –  коэффициент, равный 1,7 при U₀ = 18,7 мм/с;

Нр – расчетная  глубина песколовок, принимаемая 0,5м.

V – скорость движения сточных вод, при максимальном притоке принимается 0,3м/с;

U₀ – гидравлическая крупность задерживаемого песка.

 

Средний диаметр песколовки равен:

D₀=13,6/3,14=4,3 м.

Продолжительность протекания сточных вод в песколовке при  максимальном притоке:

Т=3,14·4,3/0,3=45,5 с.

Продолжительность протекания сточных вод при максимальном притоке должна быть больше 30с.

Принимаем ширину кольцевого желоба песколовки В=1 м.

Тогда наружный диаметр  песколовки

D=4,3+1= 5,3 м.

Принимаем песколовку  диаметром 6 м.

Объем улавливаемого  песка, м³/сут, составляет:

где – количество  осаждаемого песка, равное 0,02 л/сут на одного жителя.

Принимаем интервал времени  между выгрузками осадка из песколовки – 2 суток. Тогда объем бункера  одного отделения песколовки равен:

W=1,6·2:2=1,6 м³.

Определяем высоту бункера  песколовки

Полная строительная высота песколовки:

Н=0,5+0,26+0,5=1,26 м

 

7.3.1 Расчет песковых площадок.

Для подсушивания песка, поступающего из песколовок, предусматриваются площадки с ограждающими валиками, располагаемые вблизи песколовок.

Полезная площадь песковых площадок, м² , рассчитывается по формуле:

где h -  нагрузка на площадку, принимаемая не более 3 м³/(м² год) с периодической выгрузкой подсушенного песка в течение года.

Принимаем 2 карты песковых площадок размером в плане 14х14 м каждая с высотой ограждающего валика 1м. Удаление воды с площадок в дренажную сеть происходит через водосливы с переменной отметкой порога.

 Удаляемая с песковых  площадок вода направляется в  начало очистных сооружений. Объем  дренажных вод, отводимый за сутки с песковых площадок, при разбавлении песка в пульпе 1:20 по массе составит:

где W – объем улавливаемого песка в сутки.

.

Основные  показатели данной песколовки:

Пропускная способность		Основные размеры, мм
		Диаметр	Расстояние между центрами песколовок	Расстояние между осями  подводящего лотка и камеры переключения	Ширина
тыс. м3/сут	л/с				кольцевого желоба	подводящего и отводящего лотков	лотков песколовки для  впуска и выпуска воды
25...40	394..590	6000	11000	7500	1000	900	900

4. Первичный горизонтальный отстойник.

Для очистки сточных  вод от механической взвеси применяем горизонтальные отстойники. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде на выходе из первичного отстойника не должна превышать 150 мг/л. С учетом запаса на непредвиденные сбросы в систему канализации, принимаем концентрацию взвешенных веществ на выходе из первичного отстойника С_по = 100 мг/л.

Определим требуемый  эффект снижения концентрации взвешенных веществ при первичном осветлении воды в отстойнике:

,

где    К_исх – исходная концентрация взвешенных веществ;

К₀ – концентрация взвешенных веществ в воде после первичного отстаивания, мг/л, принимаем равной 100-150 мг/л.

 

Принимаем среднюю скорость движения воды в отстойнике и глубину проточной части сооружения .

При четырех отделениях отстойника ширина каждого из них определяется по формуле

,

где      n – число отделений;

Н₁ – глубина проточной части отстойника.

Принимаем ширину отделений  В=9 метров.

Определим условную гидравлическую крупность при Н₁=3,5 метра и t=20°С, соответствующей требуемому эффекту очистки. По таблице 2.2/2/  требуемая продолжительность осветления воды в цилиндре высотой 500 мм будет равна t₁=900 с.  В соответствии с рис. 2.8/2/ n=0,35. Условную гидравлическую крупность определяем по формуле:

,

При t=10°С  условная гидравлическая крупность может быть определена по формуле:

,

где и - динамическая вязкость воды, полученная в лабораторных и производственных условиях.

.

Вертикальную турбулентную составляющую определяем по формуле:

Длину отстойника определим  по формуле:

,

где   - коэффициент использования объема отстойника.

Конструктивно, исходя из основных параметров первичных горизонтальных отстойников, принимаем длину отстойника равной 30 метров.

Общий объем проточной (рабочей) части сооружений:

.

Масса улавливаемого  осадка в сутки составит:

При влажности осадка W_ос=95% и плотности p=1т/м³ можно найти объем осадка:

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

Общая высота отстойника на выходе:

 

Определим БПК после  первичного отстойника:

,

где     - начальная концентрация БПК, мг/л;

С_в – концентрация взвешенных веществ, мг/л;

Э – эффект очистки  в отстойниках.

7.5  Аэротенки.

 

Принимаем  аэротенки-вытеснители с регенерацией, поскольку L_а>150 мг/л.

Рассчитываем степень рециркуляции активного ила R_i:

,                                          

где J_i – иловый индекс; принимаем J_i = 100 см³/г;

a_i – доза активного ила, г/л; принимаем a_i = 3 г/л.

Получаем

Определяем БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды с учётом разбавления:

, мг/л                                    

Получаем

(мг/л)

Рассчитываем продолжительность  обработки воды в аэротенке:

, ч                                       

Получаем

ч

Рассчитываем дозу активного ила  в регенераторе:

, г/л                                      

Получаем

г/л

Рассчитываем удельную скорость окисления:

, мг∙БПК_полн/г∙ч

где ρ_мах – максимальная скорость окисления, мг∙БПК_полн/г∙ч; принимаем равной 85 мг∙БПК_полн/г∙ч;

С₀ – концентрация растворённого кислорода, мг/л; принимаем равной 2 мг/л;

К_l – константа, характеризующая свойства загрязнений мг∙БПК_полн/л; принимаем равной 33 мг∙БПК_полн/л;

К_о – константа, характеризующая влияние кислорода, мгО₂/л; принимаем равной 0,625 мгО₂/л;

φ – коэффициент ингибирования  продуктами распада активного ила, л/г; равен 0,07 л/г.

Получаем

мг∙БПК_полн/г∙ч

Определяем общую продолжительность  окисления органических загрязнений:

, ч                                       

Получаем

ч

Продолжительность регенерации:

, ч