Очистка сточных вод города

 

                                              В_р = S(n –1) + bn,                                             (23)

                                              n = q_max / (bh_pV_p) ,                                                (24)

где  S – толщина стержня решетки, м [5];

n – число прозоров, шт;

b – ширина прозора,м;

h_p – высота слоя воды перед решеткой (h_p = h_л), м;

V_p – скорость движения воды в прозорах решетки, принимаем равной 1 м/с.

Принимая S = 8 мм; b=16 мм; V_p=1,0 м/с; h_p = 0,8 м, получаем число прозоров решетки равным:

 

n = 600 / ( 0,016 ^. 1 ^. 0,48 ^. 1000 ) = 78 шт.

 

Ширина решетки:       

 

                      В_р= 0,008 ^. ( 78 – 1 ) + 0,016 ^. 78 = 1,864 м.

 

Принимаем по [5] механизированную решетку МГ12Т с размерами ВхН= 1600 х 2000, ширина канала в месте установки решетки А=1790 мм с радиусом поворота решетки R = 2850 мм.

Проверяем среднюю скорость в камере перед решеткой:          

 

                                              V_к = q_max / B_ph_p,                                                   (25)                                                     

 

V_к = 0,6 / ( 1,790 × 0,48 ) = 0,697 м/с.

 

Так как V_к > 0,4 м/с, то в уширенной части камеры заиливания происходить не будет.

Определяем длину камеры решетки в плане:

 

                                                  L_к = l₁+l_к+l₂+l₃+l₄,                                           (26)                                     

 

                                                    l₁ = (В_р –В) / 2tga                                          (27)   

 

где  l₁ – длина уширения при входе лотка в камеру, м;

       a – угол уширения, принимаем 20°;

l_к – запас на конструктивные габариты самой решетки, принимаем равный 0,3 м;

l₁ = ( 1,79 – 1 ) / 2 ^. 0,364 = 1,085 м,

l₂ – горизонтальная проекция решетки, м принимаем равной радиусу решетки по [5];

l₃ – принимаем равной 1 м;

l₄ – длина сужения за решеткой, м;  l₄ = l₁ / 2

l₄ = 1,085 / 2 = 0,542 м.

Общая длина камеры решетки равна:

L_к = 1,085 + 0,3 + 2,85 + 1 + 0,542  = 5,777 м.

Определяем высоту камеры решетки:

 

                                                  Н_к = h_p + åh + h_б,                                            (28)

 

где  h_р – высота слоя воды перед решеткой, м;

åh – потери напора во всех узлах камеры решетки, м;

h_б – высота бортов камеры решетки, принимается конструктивно 0,5 м.

Потери напора в решетке определяются по формуле:

 

                                                  h = x (V²/2g) K ,                                           (29) 

 

 

где  k – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в действующей решетке по сравнению с новой, k = 3;

x – коэффициент местного сопротивления решетки, который определяется по формуле:

                                                     x = b(S / b)^4/3sinj,                                        (30)                                        

 

где  b – коэффициент, зависящий от формы стержней решетки, для прямоугольных стержней принимаем b = 2,42;

j – угол наклона решетки к горизонту, рекомендуется 60°.

x = 2,42 ^. ( 0,008 / 0,016 )^{3/4 .} 0,87 = 1,22

 

h = 1,22 ( 1² / 2 ^. 9,81 ) ^. 3 = 0,18 м.

 

Кроме потерь в собственно решетке имеются местные потери при повороте, расширения потока жидкости при входе в камеру решетки, сужении потока и его поворотах на выходе из камеры решетки. Условно принимаем потери до решетки равными 10 см и в канале после решетки 10 см. Общие потери в камере решетки åh = 0,38 м.

 

Н_к = 0,48 + 0,38 + 0,5 = 1,36 м.

 

Отбросы, снятые с решетки, имеют  плотность r = 750 кг/м³, влажность Р₀ =    80%, коэффициент часовой неравномерности образования K = 1,7. Тогда масса отбросов составит:

                                                       Р = W_отr/1000 ,                                          (31)                                            

 

Р = 3,14 ^. 750 / 1000 = 2,36 т/сут.

 

За 1 час снимается :

                                    Р_ч = (2,36 / 24) ^. 2 = 0,197 т/ч = 197 кг/ч.

 

Для дробления отбросов принимаем  дробилки молоткового типа Д-35 (одна рабочая и одна резервная) производительностью  от 300 до 600 кг/ч [5]. Дробленые отбросы, сбрасываемые вновь перед решетками, поступят совместно с осадком первичных отстойников в метантенки.

 

        7.3 Расчет песколовок

 

Осадки стоков обрабатываются в  метантенках, поэтому очень важно  предотвратить попадание песка в первичные отстойники. Для глубокого удаления песка с размерами зерен 0,15 мм и более предусмотрены горизонтальные песколовки. Расчет песколовок проводится на максимально секундный расход 600 л/с Согласно [1] принимаем не менее двух песколовок, причем обе песколовки рабочие. Площадь живого сечения песколовки:

 

                                                      w = q_max/nV_s,                                                (32)

 

где  n – количество песколовок, принимаем n = 2;

      V_s – скорость движения сточных вод, м/с [1, табл.28]. V_s = 0,08

 

w = 0,6 / 2 × 0,08 = 3,75 м².

 

Ширину песколовки B принимаем согласно [5] 3 м, тогда ее общая глубина равна:

                                                        Н = w/В,                                                    (33)                                  

 

Н = 3,75 / 3 = 1,25 м

Длина песколовки определяется по формуле:

 

                                              L_s = 1000k_sH_sV_s/U₀,                                            (34)                                    

 

   где k_s – коэффициент, принимаемый по [1, табл. 27];

         U₀ – гидравлическая крупность песка, мм/с, принимаемая в зависимости от диаметра задерживаемых частиц песка по [1, табл. 27];

         H_s – расчетная глубина песколовки, м, принимаем [1, табл. 28];

                V_h – скорость движения сточных вод, м/с, принимаем [1, табл. 28];

 

L_s = 1000 × 1,7 × 1 × 0,15 / 18,7 = 13,6 м.

Диаметр песколовки определяется по формуле:

 

                                          D = L_s / П,                                                            (35)

                                  D =13,6/3,14 = 4,33 м.

Принимаем типовой проект песколовки 902-2-27 по [3] диаметром 6 м, шириной кольцевого желоба 1,2 м, рабочей глубиной 1,25 м и с числом отделений 2.

Расход технической воды при  гидромеханическом удалении песка (гидросмывом с помощью трубопровода со спрысками, укладываемого в песковый лоток) определяется по формуле:

 

                                                      q = V_h l_sc b_sc                                                               (36)           

 

где V_h – восходящая скорость смывной воды в лотке, 0,0065 м/с;

b_sc – ширина пескового лотка, 0,5 м;

l_sc – длина пескового лотка, равная длине песколовки за вычетом длины пескового бункера, 3 м.

q = 0,0065 × 11,5 × 0,5 = 0,04 м³/с.

 

Количество песка, задерживаемого в аэрируемых песколовках [1],

а_п = 0,02л/чел. сут, тогда общий объем песка определяется по формуле:

 

                                                   w = а_п N_пр^вв/1000,                                           (37)                                     

 

w = 0,02 × 143195,5 / 1000 = 2,86 м³/сут.

 

 

          7.4 Расчет сооружений для обезвоживания песка

 

Песок с водой в  отношении  1:20 (пескопульпа) с помощью  гидроэлеваторов подается для обезвоживания на песковые площадки с дренажной системой.

 Полезная площадь  песковых площадок определяется  по нагрузке на площадки 3 м /(м ^. год) определяется по формуле:                                                                            

                                            F = w_n 365 / 3 ,                                                  (38)

где w_n   – количество песка, задерживаемого в песколовках.

                                             F =  2,86 × 365/3 = 347,9 м

Для удобства эксплуатации принимаем две карты, шириной равной 10 м, длиной 18 м.

При невозможности фильтрации дренажных вод в грунт площадки оборудуют дренажем. Количество дренажных вод при объемной массе песка 1,5 т/ м³ определяем по формуле:

                                   Qв = 30w_{n  .}                                                                        (39)                                  

                                   Qв = 30× 2,86 = 85,8 м³/сут.

Дренажные воды самотеком  поступают в бытовую канализацию на площадке ОС.

 

       7.5 Измеритель расхода сточных вод

 

Для измерений расходов воды на проектируемом  очистном сооружение применяется лоток  Паршаля. Измеритель этого вида принимается  по максимальному секундному расходу сточных вод без расчета по [2, табл. 4.68 и 4.70]. При q_max = 600 л/с принимаем лоток Паршаля с общей длиной:

 

                                                      l = l₁ + l₂ + l₃.                                                (40)                                      

 

l = 145 + 60 + 90 = 295 см = 2,95 м.

 

Ширина подводящего и отводящего лотка соответственно 1,08 м и 0,8 м.

 

          7.6 Расчет первичных отстойников

 

Расчет производится по максимально-часовому расходу. К расчету приняты радиальные отстойники с удалением из них осадка насосами с влажностью 93,5%. Концентрация взвешенных веществ в неосветленной воде 224,9 мг/л. При расчете следует учитывать дополнительные загрязнения, образующиеся на площадке ОС при обработке осадков сточных вод. Таким образом, концентрация взвешенных веществ, поступающих в первичный отстойник, составит:         

                              224,9 + 8,3/2 +12,7 ×0,3 =232,86 мг/л.

При определении эффекта  очистки по взвешенным веществам  необходимо учитывать технологические особенности отстойников, которые могут обеспечить эффект от 50 до 60 % (радиальные), и вынос взвешенных веществ из первичных отстойников, который должен быть не более 150 мг/л, тогда эффект осветления будет равен:

                                           Э =                                                  (41)                                         

                                          Э =                                                                                         

      Целесообразно   повысить   эффект   очистки   до   50%, тогда   вынос взвешенных веществ из отстойников равен:

                                          С_сdp = С_еn(1 – Э)                                                   (42)

                                          C_cdp= 232,86 × (1 –0,5) = 116,43 мг/л.

Количество первичных  отстойников следует принимать  не менее двух  при условии, что  оба рабочие. Одновременно следует  учитывать, что при минимальном их количестве расчетный объем необходимо увеличивать в 1,2 -1,3 раза. Ориентировочно необходимое количество отстойников определим по нагрузке на зеркало воды q, равной от 1,5 до 2 м³/(м²ч) ([5]или приложение 11).

 Площадь отстойников  равна:

                                        F = Q_max/q ,                                                              (43)                                                                    

                                        F = 2163,12/1,5 =1442 м²

Определяем   гидравлическую   крупность   частиц,   задерживаемых   в отстойнике, при Э = 50 % и температуре стоков 16 °С по формуле:    

                                         u_o= ,                                               (44)                                                

где H_set – глубина зоны отстаивания, м;

       К_set – коэффициент использования объема проточной части отстойника,  

       табл. 31[1];

       t – продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту

  очистки и полученная в лабораторных условиях в слое воды  h₁₌ 0,5м,

  табл. 30 [1];

       n₂ – коэффициент агломерации (черт. 2 [1]).

                         u₀ = мм/c.

Определяем радиус отстойников:

                                R = ,                                                    (45)