Расчет сооружений механической очистки сточных вод

Курсовая работа

расчет сооружений механической очистки сточных вод

 

Содержание

Введение

Исходные данные для расчета канализационных  очистных сооружений

1. Механическая  очистка сточных вод на канализационных  очистных сооружениях

1.1 Определение  количественного и качественного состава сточных вод

1.1.1 Определение  количества бытовых сточных вод

1.2 Определение  расхода сточных вод, поступающих  на очистные сооружения

1.2.1 Определение  расхода сточных вод, поступающих  на очистные сооружения

1.2.2 Определение  концентрации загрязнений в смешанном стоке бытовых и промышленных сточных вод

1.2.3 Вычисление  приведённого числа жителей

1.3. Расчёт лотков, решёток, подбор размеров приёмной  камеры

1.3.1 Расчёт лотков

1.3.2 Расчёт решёток

1.4. Расчёт песколовок  и песковых площадок

1.4.1 Расчёт песколовок

1.4.2 Расчёт песковых  площадок

1.5 Расчёт первичных  отстойников

2. Биологическая  очистка сточных вод на канализационных  очистных сооружениях

2.1 Расчёт аэротенков

2.1.1 Рабочий  объём одного аэротенка с регенератором

2.1.2 Расчетная длина коридора аэротенка

2.2 Расчет контактных  резервуаров

2.3 Расчёт вторичных  отстойников

2.4 Расчёт илоуплотнителей

2.5 Расчёт метантенков

2.5.1 Расчёт резервных  иловых площадок

Список литературы

 

ВВЕДЕНИЕ

очистка загрязнение  сточная канализационная вода

Природа имеет  замечательное свойство - самовосстановление. Осуществляется оно различными способами. Но при современном развитии человеческого  общества во всех сферах его деятельности образуется большое количество отходов, которые имеют различный состав и свойства. Природа с таким количеством загрязнений не справится без помощи человека.

Предметом изучения данного курса является очистка  сточных вод, образующихся в результате жизнедеятельности человека. И для  ее осуществления человек пользуется природными способами: фильтрация, отстаивание, окисление органических веществ микроорганизмами и т.д. Но так как сточные воды имеют состав и концентрацию загрязнений, существенно отличающиеся от состава и концентраций загрязнений природных вод, то способы очистки сточных вод постоянно преобразуются и улучшаются для достижения максимального эффекта очистки с минимальными затратами времени и средств на ее осуществление.

В данном проекте  мы произведем расчет сооружений механической очистки сточных вод.

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ

1) Город расположен  в южной полосе России;

2) Население  города составляет 119480 чел.;

3) Норма водоотведения  - 303 л/сут-чел.;

4) Грунты на  территории очистной станции:  супесь;

5) Грунтовые  воды встречаются на глубине 9,5 м;

6) В городе  расположено промышленное предприятие,  которое сбрасывает в городскую  канализацию сточные воды в  количестве 640 м³/сут. Степень загрязненности производственных сточных вод характеризуется следующими показателями их качества, г/м³ (мг/л): концентрация взвешенных веществ - 156, БПК - 111,

7) Данные по  водоему:

- расход реки  в межень 640 м³/сек

- средняя скорость  течения воды в реке на расчетном  участке -0,2 м/сек;

- средняя глубина  реки на расчетном участке  - 2,0 м;

- расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по прямой L_np - 18,6 км;

- расстояние  от места выпуска сточных вод  до расчетного створа по фарватеру  L_ф- 19,4 км;

- содержание  взвешенных веществ в воде  водоема до спуска сточных  вод С_р - 9 мг/л;

- БПК_полн речной воды до момента выпуска сточных вод L_peкa -1,5 мг/л;

- содержание  растворенного кислорода в речной  воде до места спуска сточных  вод О_реки - 7,8 мг/л.

 

1. МЕХАНИЧЕСКАЯ  ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД НА КАНАЛИЗАЦИОННЫХ  ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ

1.1 Определение количественного и качественного состава сточных вод

1.1.1 Определение  количества бытовых сточных вод

Среднесуточный  расход бытовых сточных вод Q_ср.сут^быт , м³/сут, определяется по формуле

Q_ср.сут^быт = n*N / 1000, (1.1)

где n - норма среднего водоотведения на человека, л/с*чел, принимаемая по заданию; N - расчётное число жителей, принимаемое по заданию.

Q_ср.сут^быт = 303*119480 / 1000 = 36202,44 (м³/сут)

Среднечасовой расход бытовых  сточных вод Q_ср.ч^быт , м³/ч, определяется по формуле

Q_ср.ч^быт = Q_ср.сут^быт / 24, (1.2)

Q_ср.ч^быт = 36202,44 / 24 = 1508,43 (м³/ч)

Среднесекундный расход бытовых сточных вод q_ср.с^быт , л/с, определяется по формуле

q_ср.с^быт = Q_ср.сут^быт *1000/ (3600*24) (1.3)

q_ср.с^быт = 1508,43*1000 / (3600*24) = 426,42 (л/с)

 

Максимально секундный  расход бытовых сточных вод q_макс.с^быт , л/с, определяется по формуле

q_макс.с^быт = q_ср.c^быт *K_gen мах , (1.4)

где q_ср.с^быт - среднесекундный расход бытовых сточных вод, л/с; K_gen мах - коэффициент неравномерности. Принимается согласно табл.2 /4, с.3/ в зависимости от среднесекундного расхода бытовых сточных вод.1,498

q_макс.с^быт = 426,42*1,498 = 660,95 (л/с)

1.1.2 Определение  расхода сточных вод, поступающих  на очистные сооружения

Среднесуточный  расчётный расход сточных вод Q_р^ср.сут , м³/сут, поступающих на очистные сооружения, определяется суммированием соответствующих расходов бытовых Q_ср.сут^быт и промышленных Q_пр сточных вод

Q_р^ср.сут = Q_ср.сут^быт + Q_пр , (1.5)

Q_р^ср.сут = 36202,44 + 640 = 36842,44 (м³/сут)

Максимально секундный  расход общего стока q_р^макс.с , л/с, составит

q_р^макс.с = q_макс.с^быт + q_пр , (1.6)

где q_макс.с^быт - максимально секундный расход бытовых сточных вод, л/с;

q_пр - расход промышленных сточных вод, л/с (640 м³/сут = 6,4 л/с )

 

q_р^макс.с = 660,95 + 6,4 = 667,35 л/с

1.2.1 Определение  расхода сточных вод, поступающих на очистные сооружения

Концентрация  загрязнений бытовых сточных  вод С_быт, г/м³, определяется по формуле

С_быт = А*1000 / n , (1.7)

где А - количество загрязнений на одного жителя, пользующегося  канализацией, г/сут*чел, принимается  в зависимости от вида загрязнений согласно табл. /4, с. /; n - норма среднего водоотведения на человека, л/с*чел, принимаемая по заданию.

С_быт^БПК = 75*1000 / 303 = 250 (г/м³)

С_быт^взв = 65*1000 / 303 = 210 (г/м³)

1.2.2 Определение  концентрации загрязнений в смешанном стоке бытовых и промышленных сточных вод

Концентрация  загрязнений смешанного стока С_см , г/м³, определяется по формуле

С_см = (С_быт* Q_ср.сут^быт + С_пр*Q_пр) / Q_р^ср.сут , (1.8)

где С_быт - концентрация загрязнений определённого вида бытовых сточных вод, г/м³; Q_ср.сут^быт - среднесуточный расход бытовых сточных вод, м³/сут;

С_пр - концентрация загрязнений определённого вида промышленных сточных вод, г/м³;

Q_пр - расход промышленных сточных вод, м³/сут;

Q_р^ср.сут - среднесуточный расчётный расход сточных вод, поступающих на очистные сооружения, м³/сут.

С_см^БПК = 250*36202,44 + 111*640 / 36842,44 = 248 (г/м³)

С_см^взв = 210*36202,44 + 156*640 / 36842,44 = 209 (г/м³)

1.2.3 Вычисление  приведённого числа жителей

Расчёт количества песка, задержанного в песколовках, производится согласно / / по норме песка на одного жителя, пользующегося канализацией. Чтобы учесть количество песка, поступающего с промышленными водами, определяют приведённое число жителей N_пр , приравнивая предприятие к городу с эквивалентным числом жителей N_экв , вносимым такое же количество загрязнений, как и данный расход промышленных сточных вод.

N_пр = N_ф + N_экв, (1.9)

N_экв = С_пр^вв*Q_пр / А, (1.10)

где N_ф - фактическое число жителей, проживающих в данном городе;

С_пр - концентрация загрязнений определённого вида промышленных сточных вод, г/м³;

Q_пр - расход промышленных сточных вод, м³/сут.

Определяется  приведённое и эквивалентное  число жителей по взвешенным веществам ( для расчёта сооружений механической очистки) и по БПК_полн (для расчёта сооружений биологической очистки).

N_экв^взв = 209*640 / 65 = 2058 (чел)

N_пр^взв = 119480 + 2058 = 121578 (чел)

N_экв^БПК = 248*640 / 75 = 2116 (чел)

N_пр^БПК = 119480 + 2116 = 121596 (чел)

 

1.3 Расчёт лотков, решёток, подбор размеров приёмной  камеры

Расчёт решёток, как и всех сооружений механической очистки, производится на максимальный приток сточных вод на ОС q_р^макс = 667,35 л/с, который определён в п.1.1.2. В зависимости от расчётного расхода по табл.4 / , с.15/ принимаем одну рабочую и одну резервную решётки.

1.3.1 Расчёт лотков

Сточные воды подводятся к решёткам лотками прямоугольного сечения. При подборе сечения  лотков следует учитывать возможность  интенсификации работы ОС путём введения коэффициента 1.4 к расходу сточных  вод. Расчёт лотков ведётся по / , с.116/. При расчёте должны соблюдаться следующие условия:

· уклон дна  лотков следует принимать не менее 0.002;

· скорость сточной  воды в лотке должна быть не менее 0.7 м/с;

· ширина лотка  В должна быть не меньше его высоты Н, т.е. В?Н.

Расчёт лотков выполнен на две и три рабочие решётки и представлен в табл.1.1.

Таблица 1.1Расчёт лотков

Расчётный расход, л/с	Н/В	В*Н, мм*мм	i	U, м/с
qр*1.4 = 925	1,1	800*880	0.002	1,36
qр = 661	0.9	800*720	0.002	1,3
qр*1.4 / 2 = 231	0,65	600*390	0.002	0,99
qр / 2 = 330	0.85	600*510	0.002	1,06

1.3.2 Расчёт решёток

Определяем общее количество прозоров в решётке n по формуле

n = (q_р^макс *k_з) / (b*h*U_р*m) , (1.11)

 

где q_р^макс - расчётный расход сточных вод, м³/с;

k_з - коэффициент, учитывающий сечение потока граблями и задержанными загрязнениями, k_з = 1.05;

b - ширина прозоров между  стержнями решётки, м, b = 0.016 м;

h - расчетная глубина воды  у решётки, м, принимается из  расчёта лотков;

U_р - средняя скорость движения воды в прозорах решётки, которая принимается 1 м/с;

m - количество рабочих решёток.

n = (0.330*1.05) / (0.016*0,51*1*1) = 42 (пр)

Согласно табл.5.4 / , с.19/ принимаем  типовые решётки МГ9Т. Основные показатели решётки:

· В*Н = 1000*1200;

· Ширина канала в месте  установки решётки - 1140 мм;

· Число прозоров - 39;

· Толщина стержней - 8 мм;

· Радиус поворота решётки R = 2050 мм;

· Масса одной решётки - 1329 кг.

Проверяется скорость воды в прозорах решётки U_р , м/с, по формуле

U_р = (q_р^макс *k_з) / (b*h*n*m ) , (1.12)

где n - количество прозоров в принятой решётке; все остальные величины такие же, как в формуле (1.11).

U_р = (0,33*1.05) / (0.016*0,51*1*39) = 1(м/с)

Определяем длину уширенной  части перед решёткой при ц = 20⁰.

l₁ = (В_р - В) / 2tgц , (1.13)

где В_р - ширина решётки, м; В - ширина лотка перед решёткой, м.

l₁ = (1- 0,6) / 2tg20⁰ = 0,55 (м)

Длина суженой  части канала за решёткой определится  по формуле

l₂ = l₁ / 2 , (1.14)

l₂ = 0,55 / 2 = 0,3 (м)

С учётом радиуса  поворота решётки R = 2850 мм, принимаем  конструктивно l₃ = 2,9 м. Принимаем конструктивно l₄ = 1.0 м.

Общая длина канала установки решётки составит

L = l₁ + l₂ + l₃ + l₄ , (1.15)

L = 0,55 + 0,3 + 2,9 + 1,0 = 4,75 (м)

Потери напора в решётке h_р , м, определяются по формуле

h_р = (о*U_р² *k) / 2g , (1.16)

где о - коэффициент, зависящий от размеров стержней решётки, определяется по формуле (1.18);

U_р - скорость воды в прозорах решётки, м/с;

k - коэффициент,  учитывающий увеличение потерь  напора, принимается равным трём, k = 3.

о = в*(s / b)^4/3 *Sinб , (1.17)

 

где в - коэффициент, зависящий от формы стержней, принимается по табл.4.11 / , с.230/ равным 2.42;

s - толщина стержней  решётки, м;

b - ширина прозоров  между стержнями решётки, м;

б - угол наклона  решётки к горизонту, б = 60⁰.

о = 2.42*(0.008 / 0.016)^4/3 *Sin60⁰ = 0.83

h_р = (0.83*(0,84)² *3) / 2*9.81 = 0,2 (м)

Определяется количество загрязнений, улавливаемых решёткой 80%-ной влажности W_80% , м³/сут, по формуле

W_80% = (N_пр^взв *8) / 365*1000 , (1.18)

где N_пр^взв - приведённое число жителей по взвешенным веществам, принимается согласно п.1.2.5; 8 л/год*чел - количество отбросов, снимаемых с решёток при ширине прозоров b = 16 мм, принимаемое согласно табл.5.2 / , с.18/.

W_80% = (121578*8) / 365*1000 = 2,7 (м³/сут)

1.4 Расчёт песколовок  и песковых площадок

1.4.1 Расчёт песколовок

Так как суточная производительность ОС составляет 46016 м³/сут, то принимаем к проектированию аэрируемые песколовки.

Длина песколовки L_S , м, определяется по формуле

L_S = (1000*K_S*H_S*V_S) / U₀ , (1.29)

 

где K_S - коэффициент, принимаемый по табл. / , с. / в зависимости от диаметра задерживаемых частиц песка, при диаметре частиц песка 0.2 мм K_S = 1,7;