Проектирование очистных сооружений

Получаем

ч

Определяется продолжительность  пребывания в системе аэротенк-регенератор:

, ч                               

Получаем

ч

Рассчитываем среднюю дозу активного  ила в системе аэротенк-регенератор:

 

, г/л                             

Получаем

(г/л)

Рассчитываем нагрузку на активный ил

, мг БПК_полн/г·сут                        

 

Получаем

(мг БПК_полн/г·сут)

Т.к иловый индекс равен 91 см³/г и отличается менее чем на 10% от принятого вначале, то корректировка его не требуется.

Определяем объём аэротенка:

, м³

где – расчётный расход сточных вод, м³/ч;

Получаем 

м³

Определяем объём регенератора:

, м³                                         

Получаем 

м³

По общему объёму аэротенка и  регенератора м³ выбираем типовой проект аэротенка-вытеснителя со следующими характеристиками:

• число секций – 4;
• число коридоров – 3;
• рабочая глубина – 4,4 м;
• ширина коридора – 4,5 м.

Определяем длину аэротенка:

, м                                         

где n_cor – число коридоров в одной секции;

n_at – число секций;

b_cor – ширина коридора, м;

H_at – рабочая глубина аэротенка, м.

Получаем

м

Принимаем длину аэротенка кратной 3 м, т.е. м..

Рассчитываем прирост активного  ила:

, мг/л                               

где – концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л;

 – коэффициент прироста, принимаемый  для городских сточных вод  равным 0,3.

Следовательно:

мг/л

Для аэрации принимаем современные энергосберегающие мелкопузырчатые системы аэрации «Белэкполь».

НП ООО "Белэкполь" с целью  повышения эффективности систем аэрации, сокращения расхода электроэнергии на аэрацию стоков разработало и  освоило изготовление новых типов аэраторов и разводящих систем подачи воздуха к ним, что привело к повышению их к.п.д. с 10-15% до 28%. Новая система аэрации позволяет эксплуатационникам произвести замену воздуходувных агрегатов с уменьшением их мощности и получить за счет этого дополнительную экономию электроэнергии - до 40%.

К основным достоинствам дисковых аэраторов "Белэкполь" можно  отнести высокий кислородный  КПД - до 28%, экономичность (экономия электроэнергии до 25-40%), возможность варьирования ширины аэрированной зоны, числа и расположения аэраторов.

Технические характеристики аэраторов "Белэкполь"

Показатели	Величины показателей
Тип аэраторов	тарельчатые
Габаритные размеры, мм:квадратныекруглые	186 х186 х 45d=210
Оптимальная производительность, м 3/ч	4-6
Коэффициент использования кислорода воздуха, %	26-32
Эффективность аэрации, кг О2/кВт•ч	3,5-2,5
Потери напора, м. вод. ст.	0,1-0,2
Масса аэратора в сборе, г	280
Размер пузырьков воздуха, мм	1-2

 

6. Вторичные отстойники.

Вторичные отстойники применяются  для отстаивания ила после сооружений биологической очистки. 

Вторичные отстойники всех типов после аэротенков надлежит рассчитывать по гидравлической нагрузке q_ssa, м³/(м²·ч), с учетом концентрации активного ила в аэротенке а_i, г/л, его индекса J_i, см³/г,  и концентрации ила в осветленной воде a_t, мг/л, по формуле

где   K_ss — коэффициент использования объема зоны отстаивания, принимаемый для горизонтальных — 0,45;

a_t  — следует принимать не менее 10 мг/л,

a_i — не более 15 г/л.

 

Определим площадь отстойника:

Принимаем четыре отстойника,  шириной 9 м и длиной 40 м каждый.

7. Расчет смесителя хлорной воды.

В смесителе происходит интенсивное перемешивание хлорной воды со сточной.

Принимаем число перегородок N=2.

Зададим диаметр отверстия 100 мм, значит, общее количество отверстий определяем по формуле:

где      v – скорость движения сточных вод в смесителе.

Принимаем 10 отверстий по вертикали и 7 по горизонтали.

Пересчитаем значение скорости:

Потери напора каждой перегородки определяем по формуле:

Расстояние между центрами отверстий принимаем равными двум диаметрам отверстий.

Следовательно, расстояние по горизонтали равно 0,2 метра, а ширина смесителя В=0,2·7=1,4 м.

Расстояние между центрами отверстий по вертикали принимаем  равными двум диаметрам отверстий, тогда высота слоя воды:

• Перед первой перегородкой Н₁ =2·0,1·10=2 м;
• Перед второй перегородкой Н₂ =Н₁+∆h=2+0,12=2,12≈2,1 м.

Расстояние между центрами отверстий по вертикали во второй перегородке  2,1:10=0,21 м.

Расстояние между перегородками  равно полуторной ширине смесителя:

l=1,5·В=1,5·1,4=2,1м.

Общая длина смесителя  при двух перегородках:

L=3·l=3·2,1=6,3м.

Строительная высота смесителя:

Н=Н₂+0,3=2,1+0,3=2,4≈2,5м.

Продолжительность пребывания воды в смесителе:

7.8  Расчет хлораторной.

Хлорирование является химическим способом обработки сточной  воды, получившим в настоящее время широкое распространение. В технологии очистки сточных вод хлорирование применяют для обеззараживания очищенных сточных вод от патогенных бактерий и вирусов и удаления из сточных вод фенолов, крезолов, цианидов, а также для борьбы с биологическими обрастаниями на сооружениях.

Принимаем дозу хлора  для дезинфекции сточных вод  Расход хлора за один час при максимальном расходе

.

Расход хлора в сутки:

.

В хлораторной предусматривается  установка 2 хлораторов ЛОНИИ-100 с ротаметром типа РС-5. Один рабочий, другой - резервный.

Для обеспечения полной производительности в 1час необходимо иметь баллонов испарителей:

- съём хлора с одного баллона.

Принимаем баллоны объёмом 20л, содержащие жидкого хлора 25кг.

Для размещения оборудования и хлора в баллонах предусматривается  строительство специального здания, здания из двух помещений: хлор-дозаторной и расходного склада хлора.

Хлор-дозаторная оборудуется 2 выходами. Расходный склад хлора изолируют от хлор-дозаторной огнестойкой стеной без проёмов.

 

 

7.9 Контактный резервуар.

Объём контактного резервуара:

где     Т – время контакта в резервуаре или отводящих лотках .

Принимаем число двухсекционных контактных резервуаров n=1

Длина секции:

 

где      - ширина секции, м,

- рабочая глубина, м, 

- число секций в резервуаре.

Принимаем типовую длину 30 метра.

Объём осадка, выпавшего  в контактных резервуарах за сутки:

- объём осадка, выпадающего в  контактных резервуарах при дезинфекции  сточных вод жидким хлором на станциях с аэротенками

Влажность осадка 96%. Обезвоживание его предусматривается без предварительного сбраживания.

7.10 Метатенк.

 

Метатенки – сооружения, предназначенные для стабилизации осадков, отделяемых в процессах  очистки сточных вод. Одновременно в зависимости от принятой технологии в той или иной степени обеспечивается обеззараживание осадков.

Расходы (по сухому веществу) сырого осадка О_сух, т/сут, и избыточного активного ила И_сух, т/сут, определяются по формулам:

,

где    С_о – начальная концентрация взвешенных веществ, мг/л;

Э – эффект задержания взвешенных веществ в первичных  отстойниках в долях единицы;

Q – средний расход сточных вод, поступающих на станцию, м3/сут;

L_о – БПК_полн сточных вод, поступающих в аэротенк;

a_t – вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников, мг/л, принимаем 15мг/л.

,

Расчет расхода осадка и ила по беззольному веществу при зольности осадка З_ос=30%, зольности активного ила З_ил=25% и гигроскопической влажности осадка и ила В_г и В_г’, равной 5%, ведется по формулам:

Т.к. влажность осадка равна 95%, а влажность уплотненного активного ила – 98%, плотность осадка и активного ила можно считать равной 1, то

Определим суммарные расходы осадка и ила:

;

;

.

Найдем среднее значение влажности и зольности:

Принимаем мезофильный  режим сбраживания, что позволит полностью обеспечить процесс теплом, получаемым от сжигания газов брожения, и повысить нагрузку на вакуум-фильтры.

При влажности исходной смеси 97% доза загрузки для мезофильного режима составит 10%, тогда требуемый объем метатенков

Принимаем два типовых метатенка, диаметром 12,5 метров и полезным объемом одного резервуара 1000 м³. следовательно, фактическая доза загрузки Д будет равна:

.

Отсюда, предел распада  смеси будет равен:

где     а_о, а_и – пределы распада соответственно осадка и ила, а_о=53%, а_и=44%.

Выход газа (плотность  газа равна 1), м³/кг, определяется по формуле:

,

где     n – экспериментальный коэффициент, зависящий от влажности осадка и температуры режима сбраживания, принимаемый равным 0,40 (при В_см=97% и t=33º С).

.

Значит, суммарный выход  газа:

.

Для выравнивания давления газа в газовой смеси предусматриваем  мокрые газгольдеры, вместимость которых Vг рассчитывается на 2-4 часовой выход газа:

Принимаем три типовых  газгольдера, объемом по 100 м³ каждый. Далее необходимо определить качество сброженной смеси. В процессе сбраживания происходит распад беззольных веществ, приводящий к уменьшению массы сухого вещества и увеличению влажности осадка. Суммарный объем смеси после сбраживания практически не изменяется. Величина у’, выраженная в процентах, представляет собой степень распада беззольного вещества, подсчитанную по выходу газа. Зная степень распада можно подсчитать массу беззольного вещества в сброженной смеси:

Разность М_сух-М_без представляет собой зольную часть, не подвергающуюся изменению в процессе сбраживания. Масса сухого вещества в сброженной смеси М_сух’ поэтому выразится суммой

.

Принимаем гигроскопическую влажность сброженной смеси 6%, определяем зольность смеси

Определим влажность  сброженной смеси

.

Таким образом, сбраживание приводит к увеличению влажности и зольности бродящей массы.

7.11 Радиальный илоуплотнитель.

 

Расчет илоуплотнителя ведут на максимальный часовой приток сброженного осадка  в м³/ч:

где     Q – общий расход осадка и ила, м³/сут;

Высота проточной части  илоуплотнителя, м,

.

Скорость движения жидкости и продолжительность уплотнения принимаем равными v= 0,1 мм/с, t= 9 ч.