Очистка сточных вод

                           Таблица 1

Часы суток	Расход от населенного  пункта при К общ		Расход от предприятия		Сум-ый приток сточных  вод, м 3
	%	м3	%	м3
0-1	1,65	577,5			577,5
1-2	1,65	577,5			577,5
2-3	1,65	577,5			577,5
3-4	1,65	577,5			577,5
4-5	1,65	577,5			577,5
5-6	4,2	1470			1470
6-7	5,8	2030			2030
7-8	5,8	2030			2030
8-9	5,85	2047,5	12,5	281,25	2328,75
9-10	5,85	2047,5	11,6	261	2308,5
10-11	5,85	2047,5	11,6	261	2308,5
11-12	5,05	1767,5	17,5	393,75	2161,25
12-13	4,2	1470	11,6	261	1731
13-14	5,8	2030	11,6	261	2291
14-15	5,8	2030	11,6	261	2291
15-16	5,8	2030	12	270	2300
16-17	5,8	2030	12,5	281,25	2311,25
17-18	5,75	2012,5	11,6	261	2273,5
18-19	5,2	1820	11,6	261	2081
19-20	4,75	1662,5	17,5	393,75	2056,25
20-21	4,1	1435	11,6	261	1696
21-22	2,85	997,5	11,6	261	1258,5
22-23	1,65	577,5	11,6	261	838,5
23-24	1,65	577,5	12	270	847,5
Итого	100	35000	200	4500	39500

 

Расход по часам  суток бытовых стоков Q^х-б в процентах определяем согласно

[5, прил. 1], а  производственных - в соответствии  с [4, табл. 7].

         Принимаем два напорных трубопровода насосной станции. Диаметры напорных трубопроводов определяем из условия обеспечения при аварии на одном из них, пропуска 100 % расчетной производительности. По расчетному расходу 457,18 л/с и скорости в напорном трубопроводе (от 1,0 до 2,5 м/с) согласно [6]  выбираем стальные трубы диаметром 600 мм, скоростью 2,17 м/с и определяем сопротивление напорного водовода h_нв, м при аварийном режиме работы.

        Так как длина напорных линий  составляет 1 км, то на водоводах  не устанавливаем камеры переключения. При этом потери напора h_нв определяем по формуле:                      

h_нв=(1,1-1,2)*J₁*L,

где L - длина напорного водовода, м;

      1,1- коэффициент, учитывающий местные  сопротивления, по [1].

      J₁ - сопротивление водовода (гидравлический уклон) на участке водоводов при одновременной их работе, принимаем по (6].

h_нв=  1,1*0,009*1000 = 9,9м.

Для определения  длины напорного водовода, потребного напора насосов Н_потр. предварительно строим ситуационный план очистной станции, схему и профиль напорных водоводов (рис. 2, 3).

Определив длину  водовода 1000 м, согласно схеме ситуационного  плана очистных сооружений путем простого измерения, вычисляем потребный напор Н_потр, м, по формуле:

Н_потр=Z₂-Z₁+ h_нв+ h_изл+h_нс,

где Z₂= Z_гвв- Z_изл+ h_ос+ h_к;

      Z_гвв - отметка горизонта высоких вод в водоеме, м;

      Z_изл - свободный напор на излив на выпуске в водоем, равный 1 ...1,5 м;

      h_к - потери напора в коммуникациях очистной станции, принимаем 3...3.5 м;

      Z₁ - отметка среднего уровня воды в приемном резервуаре насосной станции, принимаем на 1 м ниже отметки z_k (обычно принимается по расчету водоотводящей сети), м;

       z_k - отметка подводящего коллектора к главной насосной станции (в проекте принимаем на 5,5 или 7,0 м ниже отметки земли, где находится насосная станция), м;

      h_изл - свободный излив в приемную камеру ПК очистной станции, равный 1м;

      h_нс - потери напора внутри насосной станции, принимаем равными 3 м;

      h_oc - сумма потерь напора в сооружениях очистной станции, принимаем, учитывая выбранный состав сооружений по очистке сточных вод и в соответствии с [4, раздел 10.

Z₂= 199,5 + 1 + 3,9 + 3,5 = 207,9 м;

Н_потр= 207,9 – 194 – 9,9 – 1 + 3 = 27,8 м.

По расчетному расходу сточных вод 2328,75 м³/ч и потребному напору 27,8 м по сводному графику полей насосов [10] принимаем марку необходимых насосов - СД-СДВ 2400/75. Принимаем два рабочих насоса и один резервный.

 

 

 

 

Рис. 3. Схема  и профиль напорных водоводов

 

         Расчет всех сооружений, входящих в состав очистной станции, ведем в соответствии с [1] на максимальный часовой приток q_max.ч=q_w=2328,75 м³/ч сточных вод по часам суток согласно графику притока на главную насосную станцию. Прежде рассчитываем сооружения для очистки сточных вод (от приемной камеры до выпуска очищенного стока в водоем), а затем проектируем сооружения для обработки осадков сточных вод.

7.1. Сооружения  механической очистки

7.1.1 Приемная  камера

Служит для  приема сточных вод из напорных трубопроводов  главной насосной станции. Размеры  приемной камеры зависят от пропускной способности очистных сооружений, от количества напорных водоводов, условия обеспечения самотечного движения стоков по отдельным сооружениям станции очистки, принимаем их согласно [3, табл. 13.5] и указаниям [2].

7.1.2. Решетки

        Расчет решеток ведем в соответствии с [1, п. п. 6.16...6.25]. Для улавливания из сточных вод крупных нерастворенных загрязнений в данном курсовом проекте устанавливаем решетки типа РД (решетки – дробилки)) с механической очисткой и со стержнями толщиной 6 мм, прозорами 16 мм; с канатным тяговым элементом граблины с прозорами 6 мм.

       Для устройства решеток применяем  стержни прямоугольной формы,  обеспечивающей лучшее задержание и удаление отбросов. Толщина стержней S=6 мм, ширина прозоров между стержнями b =16мм.

Размер решеток  определяем из условия обеспечения  в прозорах решеток оптимальной скорости V_p= 1,2  м/с при максимальном расходе сточных вод.

Площадь живого сечения одной решетки w, м², при скорости движения в прозорах стержней V_p, м/с, и количестве рабочих решеток n = 1составит:

w= q_w/Vp*n;

w=0,46/1,2*1=0,38 м².

         По полученной площади живого  сечения одной решетки выбираем  решетки типа РМУ-1 с площадью живого сечения w=0,48 м² согласно (5,прил.4].

При ширине прозоров b =0,016 м и глубине воды перед решеткой h=0,9 м число прозоров m, шт., будет равно:

m=(k*w)/(b*h),

где k - коэффициент, учитывающий стеснение потока граблями и загрязнениями, равный 1,03.

m =(1,03*0,38)/(0,016*0,9)=23шт.

Ширина камеры решетки В_р, м, при толщине стержней S=6 мм составит:

B_p=b*m+S*(m-1);

В_р=0,016*27+0,006*(27-1)=0,588 м.

 Потери напора  в решетке h_p, м, равны:

h_р=[b*(S/b)^4/3*sina *V_р* k ₃]/2*9.81,

 

где а - угол наклона  решетки к горизонту;

      k_з - коэффициент, учитывающий засорение решетки, равный 3;

     b- коэффициент, учитывающий форму стержней решетки, равный для прямоугольных стержней 2,42.

h_р= [ 2,42*(6/16)^4/3*sin 60*1.2*3]/2*9.81 = 0.1м.

Учитывая количество рабочих решеток, равное одной, принимаем  одну резервную решетку.                                           

Объем отбросов за сутки при их влажности Р_отб=80%, зольности 7-8 %, плотности у равной 750 кг/м³ [1]; удельном количестве отбросов, задерживаемых на решетках при ширине прозоров b=16 мм равном 8 л/год на 1 человека; при приведенном числе жителей N_прив^вв, чел., будет равен:

W_отб=(8* N_прив^вв )/1000*365,

W_отб = (8*140045)/1000*365 = 3,1м³/сут

Вес отбросов G, кг/сут, определяем по формуле:

G=0,75* W_отб,

G =0,750*3,1 = 2,33 кг/сут.

          Для измельчения отбросов в  здании решеток устанавливаем  дробилки молоткового типа Д-3 производительностью 0,3 т/ч с мощностью электродвигателя 20 кВт, согласно [4, разд. 8].

Решетки устанавливаем  в отапливаемом здании, уровень пола которого расположен над уровнем воды в решетке выше на 0,5 м. Размеры здания решеток ориентировочно принимаем: 6х18х5,4 м no [4].

Дробленые отбросы  возвращаются в поток воды перед решеткой или транспортируются в метантенки для сбраживания.

7.1.З.  Песколовки

Так как расход сточных вод превышает 100 м³/сут, то для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей непосредственно после решеток устанавливаем песколовки. Принимаем две аэрируемые песколовки . По [8, табл. 11.3] выбираем основные показатели  аэрируемых песколовок :

основные размеры, м:

- число отделений  = 2;

- ширина отделения  В = 3м;

- глубина h = 2,1м

- длина L = 12м;

- отношение B/h = 1,34;

Количество  песка, задерживаемого на очистных станциях W_n, м³/сут, при норме 0,02 л/чел, сут принимаем равным:

W_п=N_прив^вв*0,02/1000,

W_n= 140045*0,03/1000=4,2 м³/сут.

Объем пескового  приямка песколовки W_np, м³, принимаем в зависимости от количества суток, t между двумя чистками (равно 2 суток):

W_пр=W_п*2,

W_np=4,2*2=8,4 м³.

Влажность задерживаемого песка составляет 60 %, а объемный вес 1,5 т/м согласно [1].

Откачку осадка из песковых бункеров производим гидроэлеваторами или эрлифтами. Выгрузку производим 1 раз в смену (через 7-8 часов).

7.1.4. Песковые площадки и бункера

Для обезвоживания  песка, поступающего из песколовок, применяем песковые площадки и бункера.

Песковые площадки проектируем согласно [1, п. п. 6.33], исходя из годового количества песка W_r, м³, и годовой нагрузки на песковые площадки q_н, м³/м², в год, равной 3. Принимаем две песковые площадки.

Площадь песковых площадок определяем по формуле:

F_nn=W_r/q_н=365*W_п*1,25/q_н,

F_nn=365*4,2*1,25/3=638,75 м².

Площадь одной  песковой площадки будет равна:

F_пп= F_пп / 2,

F_пп = 638,75/2=319,38 м².

Вода с площадок удаляется через камеры с водосливами  и перекачивается в канал перед песколовками или направляется в резервуар местной насосной станции с последующей перекачкой их на очистные сооружения. Песок используется в строительстве.

7.1.5. Измерительные устройства

Для контроля за работой очистной станции возникает  необходимость измерить расход сточных вод. Для этой цели используем лотки Паршаля (применяются при производительности от 2700 до 280000 м³/сут) согласно [4].

7.1.6. Преаэраторы

Так как исходная концентрация взвешенных веществ, поступающих на отстаивание, составляет 304,43 мг/л, то необходимо применение преаэратора. Он предназначен для предварительной аэрации сточной воды с целью повысить эффективность осветления при отстаивании в первичных отстойниках и избежать повышенного прироста избыточного активного ила. Эффективность задержания загрязнений в отстойниках с преаэраторами увеличивается на 10-15 % - как по взвешенным веществам, так и по БПК.

 Принимаем  два преаэратора.

Количество ила, подаваемого  на преаэрацию, следует принимать 50-100 % от избыточного, биопленки (после аэрофильтров) -100%.