Очистка сточных вод города

 

8 Расчет сооружений для дезинфекции сточных вод

      8.1 Расчет хлораторной и склада хлора

 

Дезинфекция сточных  вод осуществляется жидким хлором. Расчетную дозу активного хлора следует принимать – 3 г/м³: после полной биологической очистки. Остаточного хлора в обеззараживаемой воде должно быть не менее 1,5 г/м³.  Мощность хлораторной установки определяется исходя из максимального расхода сточных вод и дозы хлора.  Суточное количество хлора составит:

                        P = (41500 )/1000  = 124,05 кг/сут.

 Максимальный часовой расход хлора:

                         Р_мах = (2163,12 )/1000 = 6,5 кг/ч.

Таким образом, при максимальном расходе сточной жидкости к рабочему хлоратору требуется подать 6,5 кг хлора

Ввод газообразного  хлора в сточную воду недопустим, так как нарушаются условия безопасности эксплуатации установок.  Жидкий хлор предварительно испаряют, превращая его в газ, растворяют в воде в газообразном состоянии и вводят в сточные воды хлорную воду. На испарение 1 кг жидкого хлора расходуется 0,4 м³ воды при температуре 30 °С. Из испарителя газообразный хлор направляется для получения хлорной воды к водохлорному эжектору, который создает в газовой системе хлора вакуум, обеспечивающий безопасность ее эксплуатации.

Максимальный расход хлорной воды:

                                      q_max = P_max q ,                                                           (57)

q_max = 6,5· 0,4 = 2,6 м³/ч = 0,72 л/с.

Принимаем 2 рабочих хлоратора  и 1 резервный с подачей хлора 8,1 кг/ч по проекту 901-3-14/70.

Для транспортирования хлорной воды рекомендуются неметаллические трубы, например полиэтиленовые высокой прочности (ПВП), ГОСТ 18599-83. На территории ОС трубы прокладывают в отдельных каналах или в футлярах из труб. В хлораторной размещается трехсуточный запас хлора. Испарение хлора производим непосредственно в таре, в которой он хранится.

Расходный склад хлора  проектируется согласно [7] на месячный (31 день) запас хлора. Общее количество хлора на складе равно:

                      W = р х 31 = 124,05 = 3845,55 кг

Вместимость контейнера по хлору принята по табл. 24. 10 [5] и  равна 800 л или 1000 кг по хлору, диаметр  контейнера 800 мм, длина 2020 мм. Принимаем 4 контейнеров.

 

 

9 Расчет сооружений для обработки осадка

9.1 Расчет метантенков

 

Метантенки применяются для анаэробного сбраживания осадков городских сточных вод с целью их стабилизации и получения метаносодержащего газа брожения.

Объём осадков подвергающиеся сбраживанию:

                            W_mud = W_реш + W_от1 + W_кр + W_от2, м³/сут,                       (58)

где  W_реш – объём осадков от решёток,

       W_от1  – объём осадков от первичных отстойников,

       W_кр – объём осадков от контактных резервуаров,

        W_от2– объём осадков от вторичных отстойников.

W_mud = 3,14 + 74,07 + 20,68 + 103,2 = 201,1 м³/сут

Средневзвешенная влажность  осадка равна:

Р¢_mud = ( 3,14 · 80 + 74,07 · 95 + 103,2 · 96 + 20,68 · 98 )/( 3,14 + 74,07 + 103,2 + 20,68 ) = 95,4 %.

Объем метантенков определяется в  зависимости от фактической влажности осадка и принятого режима сбраживания по суточной дозе загрузки, принимаемой для осадков городских сточных вод по табл. 59 [1]. В нашем случае принимаем мезофильный режим сбраживания (D_mt = 9%), тогда объем метантенков определяется по формуле:

                                     W_м = W ¢_mud 100 / D_mt, м³ ,                                   (59)                               

W_м = 201,1 · 100 / 9 = 2234,4 м³.

    Принимаем по табл. 36.5 [5] два метантенка диаметром 15 м, объем одного резервуара 1600 м³.

 Фактическая доза загрузки:

D_mt= ( 201,1 · 100 ) / 3200 = 6,28 %.

Определяем выход газа при сбраживании  осадка в метантенке, зависящий от распада беззольного вещества осадка. Распад беззольного вещества осадка,  определяется по формуле:

R_r = R_lim - K_ч D_mt, %

где  K_ч – коэффициент, зависящий  от влажности осадка, по табл. 61[1];

        R_lim – максимально возможное сбраживание беззольного вещества загружаемого осадка, %.

Данные о химическом составе  осадков отсутствуют, поэтому величину R_lim принимаем согласно [1]: для осадков из первичных отстойников и дробленых отбросов – 53 %, для избыточного активного ила и осадка контактных резервуаров – 44%. Распад смеси осадков определяем как средневзвешенную величину всех осадков, поступающих в метантенк. Количество осадков по сухому веществу определяем по формуле:

О_сух = W_от ( 100 – P_от ) / 100 + W_mud ( 100 – P_mud ) / 100, т/сут

О_сух = 3,14 · ( 100 – 80 ) / 100 + 74,07 · ( 100 – 95 ) / 100  = 4,33 т/сут.

Количество биоплёнки:

И_сух = W_ок ( 100 – P_ок ) / 100 т/сут

И_сух = 20,68 · ( 100 – 98 ) / 100 = 0,41 т/сут.

Определяем беззольное вещество осадка:

О_бз = О_сух ( 1 – S ), т/сут

И_бз = И_сух ( 1 – S ), т/сут

О_бз= 4,33 · ( 1 – 0,27 ) = 3,16 т/сут,

И_бз = 0,41 · ( 1 – 0,3 ) = 0,28 т/сут.

Максимально возможное сбраживание  осадка определяем по формуле:

R_lim = ( О_бз · 53 + И_бз · 44 ) / ( О_бз + И_бз ),

R_lim = ( 3,16 · 53 + 0,28 · 44 ) / ( 3,16 + 0,28 ) = 52,3 %.

Тогда распад беззольного вещества осадка равен:

R_r = 53,2 – 0,72 · 6,28 = 48,67%.

Количество газа, получаемого при  сбраживании осадка, принимаем 1 г  на 1г распавшегося беззольного вещества загружаемого осадка. Объемная масса газа 1 кг/м³, теплотворная способность – 5000 ккал/м³. Суточное количество газа будет равно:

G_s = ( О_бз + И_бз ) R_r / 100, т/сут

G_s = ( 3,16 + 0,28 ) · 48,67 / 100 = 1,67 т/сут.

При объемной массе газа 1кг/м³ объем газа составит W_г = 1670 м³/сут. Полученный газ используется в теплоэнергетическом хозяйстве очистной станции. Выход газа из метантенков происходит неравномерно, поэтому для регулирования давления в газовой сети и хранения газа предусматриваем мокрые газгольдеры. Объем газгольдеров рассчитываем на 3 часовой выход газа, давление под колпаком – от 1,5 до 2,5 кПа [1]:

W = W_г · 3 / 24, м³

W = 1670 · 3 / 24 = 209,84 м³.

Принимаем по приложению 15 методического  указания два газгольдера по 100 м³. Продолжительность хранения газа b₁ = 200 · 24 / 1670=2,8 часа, что не превышает 4 часов.

Количество тепла, выделяющегося  при сжигании газа, равно:

S_г = 1670 · 5000 = 8350000 ккал.

Количество тепла S₀, необходимое для поддержания оптимальной температуры сбраживания осадка в метантенках ( мезофильный режим - 33°С ), будет равно:

S₀ = S ( t_p – t₀ ) W¢_mud ( 1 + D ) / h, ккал

где  S – удельное количество тепла, необходимое для подогрева осадка, принимаем равным 1350 ккал/(м³ град);

       t_p – температура осадка в метантенке 33°С;

       t₀ – минимальная температура осадка в зимний период, принимаем равной температуре сточных вод в зимний период плюс 14°С;

       D - потери тепла при его передаче, составляющие 0,1 от общего количества тепла;

       h - коэффициент полезного действия котельной, 0,65.

S₀ = 1350 · ( 33 – 14 ) · 201,1 · ( 1 + 0,1 ) / 0,65 =4252651 ккал.

Таким образом, количество тепла, получаемого  от сжигания газа, превышает потребности метантенка в нем, часть тепла может быть использована на другие нужды станции.

 

10  Построение профилей по движению воды и осадка

10.1 Построение профилей по движению  воды

 

При построении профиля  по движению воды необходимо соблюдать  два основных требования сточная  жидкость по сооружениям должна двигаться  самотеком; объем выемок должен быть равен объему насыпи, т.е. следует стремиться к сохранению баланса земляных работ.

Необходимо соблюдать  следующую последовательность выполнения работ: на генеральном плане отмечаются диктующие точки по наиболее неблагоприятному (длинному) направлению движения воды. Первая диктующая точка находится на входе в приемную камеру ОС, вторая - на выходе из камеры и т. д., последняя - на выходе очищенных вод из оголовка выпуска, замеряется расстояние между диктующими точками по наружным коммуникациям; на листе миллиметровой бумаги размещаются все диктующие точки, строится профиль поверхности земли по направлению движения воды, указывается профиль водоема со всеми горизонтами воды.

 Учитывая приведенные  выше рекомендации, расчет высотного  положения очистных сооружений в схеме с биофильтрами следует вести вверх и вниз от биофильтра.

Соединять трубы и  каналы при гидравлическом расчете  рекомендуется «по воде», при  этом следует избегать подпоров в  месте соединения труб и каналов.

Скорости движения жидкости по коммуникациям следует принимать: до первичных отстойников-1,0-1,2м/с, после вторичных-0,6м/с; в дюкерах ≥ 0,9м/с

Трубы и дюкеры следует  заглублять выше глубины промерзания  на 0,3м(для Хабаровского края глубина промерзания составляет 2,68м ).

Напорные трубопроводы (на входе в приемную камеру) подбираем по таблицам[4], лотки, дюкеры и трубы - по таблицам[6].

Потери напора в сооружениях, следует принимать: в сооружениях: решетки 10-25, песколовки 10-25, отстойники радиальные 40-60, вертикальные 50 - 70; контактные резервуары 10 - 30 см.

По построенному профилю  определяются высота насыпей и глубина  выемок. Границу насыпей и выемок наносят на генплан, причем подошву последних следует принимать в соответствии с допустимыми величинами заложения откосов(для суглинков-1:0,7). Вокруг каждого сооружения должны быть проходы шириной 2 м

 

10.2 Построение профилей по движению осадков

 

Профиль по движению осадка строим от вторичных отстойников  до цеха механического обезвоживания по наименее благоприятному пути. По пути движения осадка расставляются диктующие точки, аналогично тому, как это делалось при построении профиля по воде.

Осадок из первичных  отстойников и контактного резервуара самотеком поступает в киоск  биофильтров. Туда же самотеком приходит биоплёнка вторичных отстойников.

Отдельное внимание необходимо уделить режиму удаления осадка.

Биоплёнка вторичных  отстойников удаляется каждые сутки.

С целью получения  меньших диаметров трубопроводов  осадок удаляется из отстойников  последовательно в течении  15минут.

Осадок из контактного  резервуара удаляется раз в сутки  и носит залповый характер.

При высотном расположении сооружений для обработки осадка необходимо добиваться баланса земляных работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

      Целью данного курсового проекта было запроектировать очистные сооружения канализации. Для этого были проведены разнообразные расчёты, подбирались типовые сооружения: отстойники, решётки, фильтры, метантенки и т. д. Всё это позволило не только получить высокие знания в данной области, но и составить своё представление об изучаемом предмете, его специфике, особенностях и сложностях.

Выполнение таких курсовых проектов несомненно является хорошим  подспорьем в изучении науки «Очистка сточных вод».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Строительные нормы и правила 2.04.03-85 Канализация Наружные сети и сооружения / Госстрой России.- М : ГУЛ ЦПП, 2000 - 72 с

2. Яковлев СВ, Карелин  Я А., Жуков А.И., Колобанов С.К.  Канализация. - М Стройиздат, 1996 -591 с

3. \

4. Шевелев   Ф.А.,   Шевелев   А.Ф. -Таблицы   для   гидравлического   расчета водопроводных труб Справочное пособие. - М.: Стройиздат, 1984 - 116с

5. Канализация населенных  мест и промышленных предприятий   Справочник проектировщика / НИ Лихачев, И.И Ларин, С.А Хаскин и др.; Под ред. В.Н.Самохииа - М : Стройиздат, 1982. - 637 с ( Лукиных   А.А., Лукиных   Н.А. ) 

6. Таблицы   для   гидравлического  расчета канализационных  сетей   и  дюкеров  по  формуле  акад. Н.Н.   Павловского Справочное пособие. - 5-е изд.    М.: Стройиздат, 1987 - 152 с.

7. Строительные нормы  и правила 2.01.01-82. Строительная  климатология и геофизика-М,: Стройиздат, 1983. – 136с.

8. Примеры расчетов  канализационных сооружений/Ю. М. Ласков, Ю. В. Воронов, В. И. Калицун –М: Стройиздат, 1987. – 256 с.