Очистка сточных вод города

      q – норма водоотведения.

 чел. ;

Приведенное число жителей  определяется по взвешенным веществам  и БПК_полн согласно формулы (5):

 чел. ;

 чел.

Приведенное число жителей  согласно формулы (4) составляет:

чел;

чел.

 

 

4 Определение коэффициента смешения или кратности разбавления сточных вод водой водоема  

 

Согласно задания на проектирование сточные воды после очистки сбрасывются в реку. Действующие санитарные нормы требуют предельно минимального содержания загрязнений в очищенных сточных водах, сбрасываемых в водоем, глубокая же очистка стоков зачастую дороже, чем менее глубокая, но учитывающая самоочищающую способность водоемов, участвующих в разбавлении сбрасываемых в них стоков.

Для учета расхода реки, участвующего в разбавлении, определяют коэффициент смешения по формулам Фролова – Радзиллера в следующей последовательности: 

 

                                                    φ = L_ф / L_пр ,                                             (7)

                                                    Е =V_срH_ср / 200,                                         (8)

                                                      α = φξ

,                                             (9)  

                                                         β =

,                                                 (10)                                

                                                  а =

,                                           (11)                                                                                               

где а – коэффициент смешения,

   Q – наименьший среднемесячный расход воды в год 95%-ной обеспеченности в створе реки у места выпуска, м³/с, 

    q – средний расход вод, сбрасываемых в водоем, м³/с,

    φ – коэффициент извилистости реки;

   L_ф – расстояние по фарватеру реки от выпуска до расчетного створа, м;

   L_пр – то же по прямой, м;

    Е – коэффициент турбулентной диффузии;

      V_cр – средняя скорость воды в водоеме на участке между выпуском сточных вод и  расчетным створом, м/с;

      Н_ср – средняя глубина водоема на этом же участке, м;

      ξ – коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоем: при выпуске в фарватер ξ = 1,5.

 

φ=

м;

Е=

;

α=

;

β=

;

а=

.

 

 

   5 Определение необходимой степени очистки сточных вод

 

Расчет   необходимой   степени   очистки   сточных   вод, учитывая вид водоема(в данном курсовом проекте водоем хозяйственно-питьевого  назначения), проводят по следующим показателям:

1) взвешенным веществам;

          2) допустимой   величине   БПК_полн; 

          3) потреблению растворенного кислорода без учета и с учетом реаэрации [2, 12].

 

 

5.1 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по взвешенным веществам

 

Предельно допустимое содержание взвешенных веществ в спускаемых в водоем сточных водах определяют по формуле:

                                           m=p (

)+b,                                            (12)

где а – коэффициент смешения; 

      р – допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, мг/л;

     Q – наименьший среднемесячный расход воды в водоеме 95%-ной обеспеченности, м³/с;           

     q – расход сточных вод, м³/с;

     b – содержание взвесей в водоеме до спуска сточных вод, мг/л.

m=

мг/л

Эффект необходимой  очистки определяется в процентах по формуле:

                                        Э =

,                                                    (13)

где С_en – средняя концентрация взвешенных веществ в сточной воде до очистки, мг/л.

                                        Э =

 

 

5.2 Расчёт необходимой степени очистки сточных вод по БПК_полн

 

Учитывает самоочищение сточных вод в воде водоема за счет биохимических процессов, а также разбавление сточных вод водами водоема БПК_полн сточной жидкости, которая должна быть достигнута в процессе очистки, определяют по формуле:

                               L_ex=

(L_nd – L_p10^- ) + ,                                (14)         

где L_nd – предельно допустимая БПК_полн смеси речной и сточной воды в

               расчетном створе, мгО₂/л, принимается по таб.1[3];

       L_Р – БПК_полн речной воды до места выпуска сточных вод, мгО₂/л;

       K₁, К_г – константы скорости потребления кислорода сточной и речной     водой, сут^-1;

       t – время перемещения сточных вод и воды водоема от места выпуска до расчетного створа, t = L_ф/L_cр, сут.

t=

сут.

 Константа скорости  потребления кислорода К₁ зависит от температуры сточных вод, поступающих на очистку и принимается по табл. 2 [3].

L_ex=

мг/л.  

Если фактическая БПК_полн подлежащей сбросу в водоем сточной воды

 L_{en >} L_ex, то до выпуска в водоем сточная вода должна быть очищена. Необходимый эффект очистки определяется по формуле:                                     

                                         Э =

,                                      (15)

Э =

 

5.3 Определение степени очистки сточных вод по растворенному кислороду

 

Расчет по указанному показателю производится без учета  реаэрации и с учетом реаэрации.

Расчет без учета  реаэрации водоема производится по уравнению:

                                 =2,5                                 (16)                                                                                                                                              где O_p – содержание растворенного кислорода в водоеме до спуска сточных вод,  мг/л ;

      0,4 – коэффициент перерасчета БПК_полн в БПК₂;

      О_d' – допустимое минимальное остаточное количество кислорода в водоеме, принимается по прил.1[3].

= мгО2/л;

Э =

  Расчет с учетом  реаэрации водоема производится  по уравнению:

                                

;                             (17)

                                                  

;                                             (18)

                                                   

;                                              (19)

                                         

                                           мг/л;

                                                     мг/л.

При t = 2,5 получаем что =13,7 , а t_кр = 2,54 сут.

                                  

;                                     (20)

                                    сут.                        

                                    

;                                        (21)

                                        .        

                              

                              

 6 Выбор метода очистки сточных вод и состава сооружений

 

Степень очистки сточных вод по различным показателям получилась равной:

По взвешенным веществам                       16,9 мг/л или 92,5%

по БПК_полн   6,5 мг/л или 95,4%

по кислороду без учета реаэрации 9,2 мг/л или 93,5%

по кислороду с учетом реаэрации 52,79 мг/л или 77,2%

На основании вычисленной  необходимой степени очистки  сточных вод согласно таблицы 4[3] принимаем схему  полной биологической очистки с доочисткой.

Состав сооружений в выбранной схеме очистки подбираем, руководствуясь [2, 5] или табл. 5 и приложениями 2, 3.   

Выбранная схема функционирует  следующим образом.

Сточные воды от города самотеком  поступают на главную насосную станцию, таблица притока приведена выше. С ГНС стоки перекачиваются в приёмную камеру 1 ОС и самотёком поступают в здание решеток 2. В здании решеток устанавливаются решетки с прозором 16 мм со стержнями прямоугольной формы и решетки-дробилки 3. В этом же здании размещаются насосы гидроэлеваторы для удаления песка из песколовок. Дробленые отбросы сбрасываются в лоток перед решетками.

К установке приняты  аэрируемые песколовки 4 как обеспечивающие практически полную очистку песка от органики. Удаление песка механизировано. Гидроэлеваторы подают песок на песковые площадки 5 для обезвоживания.

Механическая очистка  завершается в радиальных отстойниках  с преаэрацией 6 и удалением из них осадка под гидростатическим напором.

Биологическая очистка  стоков осуществляется в плоскостных  биофильтрах 7.

Вторичные отстойники 8 приняты по аналогии с первичными радиального типа. Доочистка – фильтры двухслойные с подкачкой воды сверху вниз 9.

Смеситель воды с хлором 10 принят типа «лоток Паршаля».

Контактные резервуары 11 горизонтального типа.

 Биоплёнка из вторичных отстойников самотеком поступает в киоск метантенков 14.

Сброженная смесь биоплёнки  и осадков  подается в сооружения по обезвоживанию осадка 15.

Иловая вода выделяющаяся в процессе обезвоживания подается самотеком в самотечную канализацию.

Обезвоживание смеси производится с помощью вакуум - фильтров, а выделяющийся фугат подается в СВС.

На площадке ОС располагаются  административный корпус с химической лабораторией, проходная, насосная станция  хозяйственно-бытовой канализации для перекачки стоков в голову ОС, обычно совмещенная с насосной станцией технической воды.

 

 

 

7 Расчет сооружений входящих в состав очистной станции

 

 

Сточные воды на очистные сооружения подаются главной насосной станцией. Условно принимаем, что максимальная подача насосной станции соответствует максимальному притоку стоков на ГНС, а минимальная подача – минимальному притоку на ГНС. В таблице 1 приведен график притока сточных вод на насосную станцию.

Тогда расчетные расходы для  очистных сооружений будут равны:

суточный	Q = 41500 м3/сут
среднечасовой	Qmid = 1723 м3/ч
максимально-часовой	Qmax = 2163,12 м3/ч
минимально-часовой	Qmin = 825,6 м3/ч
среднесекундный	qmid = 478 л/с
максимально-секундный	qmax= 600 л/с
минимально-секундный	qmin= 229 л/с

 

 

7.1 Приемная камера очистных сооружений

 

Размеры приемной камеры принимаем  в зависимости от пропускной способности очистных сооружений. В нашем случае, при пропускной способности q_max = 600 л/с, стоки на очистные сооружения подаются по двум напорным чугунным водоводам диаметром 500 мм. Подбор диаметра коллектора произведен с учетом коэффициента 1,4, учитывающий расширение производительности станции ( 600 х 1,4 = 840 л/с). принимаем камеру марки ПК–2–50 размерами: А=1500 мм, В=2000 мм, Н=1600 мм.

 

 

 

7.2 Расчет решеток

 

Расчет решеток производим на максимальную подачу сточных вод, принимая стержни прямоугольной формы и с прозором не более 16 мм.

Определяем количество отбросов, снимаемых с решетки  при прозоре 16 мм, по формуле:

                                        W_от = a N_пр^вв/(365 ^. 1000),                                    (22)                         

 

где  а – количество отбросов, снимаемых с решетки, л в год на 1 человека, принимаем согласно [5].

 

W_от = 8 ^. 143195,5 / ( 365 ^. 1000 ) = 3,14 м³/сут.

 

Согласно [1] при количестве отбросов более 0,1 м³/сут к расчету приняты механизированные решетки с транспортировкой отбросов к дробилкам. На очистных сооружениях устанавливаем одну рабочую и одну резервную решетку.

Сточные воды к решетке подводятся лотком, сечение которого определяется по [6] при V_л ³ 1 м/с: В = 600 мм; V_л= 1,05 м/с; i = 0,002, наполнение 0,8. Далее проверяем лоток на пропуск расхода при интенсификации его работы с коэффициентом 1,4. Лоток должен пропускать расход 600 ^. 1,4 = 840 л/с при наполнении 2, а V_л=1,25 м/с.

Решетка устанавливается  в расширенной части лотка (камере решетки). Ширина камеры определяется по ширине решетки по формуле: