Очистка городских сточных вод

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство  по образованию

Московский Государственный Строительный Университет

Институт инженерно  экологического строительства и  механизации

 

 

Кафедра: Водоотведение и водной экологии

Дисциплина: « Водоотведение и очистка сточных вод»

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная  записка

к курсовому проекту:

ОЧИСТКА ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ  ВОД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель: Гогина Е.С.

Cтудент: Сорокин И.А.

Курс 4,дн.отд.

Группа 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2013

Содержание

Исходные данные для проектирования

Введение…………………………………………………………………………………………3

1.Определение расходов, качества  сточных вод и необходимой  степени их  очистки……4

2.Расчет сооружений по очистке сточных вод

2.1.Сооружения механической очистки:

-решетки………………………………………………………………………….………….…10

-песколовки…………………………………………………………………………….………12

- первичные отстойники………………………………………………………………………15

2.2.Сооружения биологической очистки

- аэротенки…………………………………………………………………………………..…17

- вторичные  отстойники………………………………………………………………………20

2.3.Сооружения дезинфекции

- УФ-лампы……………………………………………………………………………….……21

3.Расчет сооружений по обработке  осадка.

-расчет количества осадка…………………………………………………………………….23 

-илоуплотнитель…………………………………………………………………………..…..24

  -метантенк…………………………………………………………………………………….25

-иловые площадки………………………………………………………...…………………26

-механическое обезвоживание осадка на фильтр-прессах…………………………………27

- расчет здания промывки……………………………………………………………………..28

4. Утилизация осадков……………………………………………………………………...…28

5. Измерение течения…………………………………………………………………...……..29

6. Диаметры трубопроводов…………………………………………………………….……31

6.Список литературы…………………………………………………………….……...…….32

 

 

 

Перечень графического материала:

Лист 1. Генплан  очистных сооружений.

Лист 2. Высотная схема движения воды. Схема обработки осадка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Понятие «сточные воды» входят различные по происхождению , составу и физическим свойствам воды, которые использовались человеком для бытовых и технологических нужд. При этом вода получила загрязнения, и её физико – химические свойства изменились .Сточные воды разнообразны по составу и , следовательно, по свойствам.

Методы очистки  сточных вод можно разделить  на механические, физико-  химические и биохимические. В процессе очистки сточных вод образуются осадки, которые подвергаются обезвоживанию , обеззараживанию, обезвреживанию, сушке, возможна последующая утилизация осадков. Если по условиям сброса сточных вод в водоём , требуется более высокая степень очистки, то после сооружений полной биологической очистки сточных вод устраивают сооружения глубокой очистки. В соответствии с « Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» сточные воды после очистки перед сбросом в водоём подвергают обеззараживанию с целью уничтожения патогенных микроорганизмов.

Сооружения  механической очистки сточных вод  предназначены для задержания нерастворимых  примесей. К ним относятся решетки, сита, песколовки, отстойники и фильтры  различных конструкций.

Решетки и  сита предназначены для задержания крупных загрязнений органического  и минерального происхождения. Песколовки служат для выделения примесей минерального состава, главным образом, песка. Отстойники задерживают оседающие и плавающие  загрязнения сточных вод.

Физико – химические методы очистки городских сточных вод, с учётом технико – экономических показателей, используют весьма редко. Эти методы, в основном , применяют для очистки производственных сточных вод.

Биологические методы очистки сточных вод основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые минерализуют растворенные органические соединения, являющиеся для микроорганизмов источниками  питания.

Глубокая  очистка сточных вод может  потребоваться , если в сточной воде после полной биологической очистки перед сбросом в водоём необходимо снизить концентрацию взвешенных веществ, величину показателей БПК,ХПК и др.

Дезинфекция сточных вод является заключительным этапом их обработки перед сбросом  в водоём. Цель дезинфекции –  уничтожение патогенных микроорганизмов, содержащихся в сточной воде.

Обработка осадков  сточных вод, образующихся в процессах очистки, заключается в снижении  их влажности и уменьшения объёма , в процессе обработки осадки обеззараживаются.

 

 

 

 

 

 

1. Состав сточных вод и определение необходимой степени очистки.

 

Общая часть.

 

Самоочищающая способность водоема зависит от условий смешения и разбавления сточных вод водой водоемов. Для удовлетворения санитарных требований устанавливают предельно допустимый сброс (ПДС) лимитирующих веществ в целях ограничения поступления загрязнения в водоем со сточными водами.

Санитарная  характеристика водоема составляется на основании санитарно-топографического обследования. При этом учитываются  также санитарные условия водообеспечения населенных мест. На основании таких обследований составлены показатели качества воды источников водопользования. Они разделяются на три класса. По своему назначению водные источники делятся на:

хозяйственно-бытовые,

культурно-бытовые 

рыбохозяйственные (воспроизводство ценных рыбных пород и для других рыбохозяйственных целей).

Уточнение категорий водоемов или их участков производится при участии органов  санитарно-эпидемиологической службы и рыбохозяйственных организаций. Общие требования к составу и свойствам воды в водоемах и водотоках существующих категорий после выпуска в них сточных вод, подвергшихся необходимой очистке, приведены в таблице 2.

 

Допустимые изменения  состава воды в водоемах и водотоках  после выпуска в них очищенных  сточных вод

Таблица 2

Показатели состава и свойств  воды в водоеме после выпуска  СВ	Категории водопользования
	I		II	III
				1	2
Содержание взвешенных веществ	Содержание взвешенных веществ  не должно увеличиваться более, чем на:
	0,25 мг/л		0,75 мг/л	0,25 мг/л	0,75 мг/л
Наличие растворенного О2	Должно быть не менее
	4 мг/л			6 мг/л		4-6 мг/л
Биохимическая потребность в кислороде  – БПКполн при температуре 20°С	Не должна превышать
	3 мг/л	6 мг/л		3-4 мг/л

 

1.2. Расчет необходимой степени очистки.

 

 Определение расходов  сточных вод.

 

Q_{ср. сут}= Q_гор + Q_пром– суммарное кол-во сточных вод, включающее городские и промышленные стоки.

Q_гор = 26800 м³/сут – по заданию;

Q_пром =36560 м³/сут – по заданию.

Q_{ср. сут}= 26800 + 36560= 63360 м³/сут

Q^час_ср=63360/24 = 2640 м³/ч

Q^сек_ср =2640/3600 = 0,73 м³/с = 730 л/с

 

 

 

По СниП 2.04.03-85 таб.2 принимаем в соответствии со средним расходом сточных вод коэффициент неравномерности притока сточных вод:

k_genmax= 1,4862;

 

Тогда:    Q^сек_max = 0,73*1,4862 = 1,089 л/с

Q^час_max = 1,089×1,4862 =3923,5  м³/ч -  максимальный часовой расход.

 

1.3. Определение концентраций загрязнений в сточных водах, поступающих на очистные сооружения.

Определение концентраций бытовых сточных вод производится по формуле:

 

С = а×1000/q;

гдеС – концентрация загрязнений, мг/л;

  а – норма загрязнений в сутки на одного жителя.

Для неосветленной сточной воды по СНиП 2.04.03-85 таб. 25:

 

Показатель	Количество загрязняющих веществ  на одного жителя, г/сут
Взвешенные вещества	65
БПКполн неосветленной жидкости	75
БПКполн осветленной жидкости	40
Азот аммонийных солей N	8
Фосфаты Р2О5	3,3
В том числе от моющих веществ	1,6
Хлориды Сl	9
Поверхностно-активные вещества (ПАВ)	2,5

 

      Норма водоотведения равна q = 283,9 л/чел*сут – норма водоотведения на одного жителя в сутки (см. задание).

       Подставив все  известные значения в выше приведенную формулу, получим:

 

 

Р_взв.в. = 65×1000/283,9= 228,95мг/л

Р_БПК^неосв._полн = 75×1000/283,9 =264,17 мг/л

Р_NН4 = 8×1000/283,9 = 28,17 мг/л

Р_Р2О5 = 3,3×1000/283,9 = 11,62 мг/л

Р_ХПК = 396,3 мг/л

Данные по промпредприятию:

• концентрация загрязнений по взвешенным веществам составляет 161,3 мг/л;
• концентрация загрязнений по БПК  105мг/л;
• окисляемость по ХПК158  мг/л;
• NH₄   20мг/л;
• Р₂О₅ 0 мг/л.

 

Определим концентрацию загрязнений  в смеси бытовых и промышленных сточных вод:

Р^БПКп_смеси = SQ_i×Р_i/SQ_i;

 

где Р_i - концентрация загрязнений в каждом стоке;

Q_i- расход стока.

Р^ВВ_смеси = (26800×228,95 + 36560×161,3)/(63360) =189,9  мг/л

 

Р^БПКп_смеси= (26800×264,17 + 36560×105)/(63360)= 172,32 мг/л,

 

Р^ХПК_смеси= (26800×396,3+ 36560×158)/( 63360)=258,7     мг/л,

 

Р^NH4_смеси= (26800*28,17+36560×20)/(63360)= 23,45 мг/л,

 

Р^Р2О5_смеси= (26800*11,62+36560×0)/( 63360)= 4,9 мг/л,

 Расчет разбавления  сбрасываемых сточных вод водой  водоема.

 

Для расчета разбавления в средних  и больших реках наибольшее распространение  получил метод Фролова-Родзиллера. Коэффициент смешения определяют по формуле:

 

а = (1-е^-a·³ÖLф)/(1+Q/q×e^{-a ³ÖLф});

где Q = 8,071 м³/с – по заданию расход реки;

L_ф= 7,322 км – длина русла реки от места выпуска сточных вод до расчетного створа по фарватеру;

L_пр= 6,685 км – длина русла реки от места выпуска сточных вод до расчетного створа по прямой;

a- коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения:

a = z×j× ³ÖЕ/q

 

j = L_фарв/L_пр = 7,322/6,685 = 1,095 – коэффициент извилистости русла;

z = 1,5– для руслового выпуска.Коэффициент, учитывающий место расположения выпуска;

E = V_ср×Н_ср/200= 0,57×1,416/200 = 0,004 м²/с – коэффициент турбулентной диффузии;

V_ср = 1,416 м/с – среднее значение скорости течения воды в реке на участке между выпуском и расчетным створом (см. задание);

Н_ср = 0,57 м – средняя глубина водоема на том же участке (см. задание).

 

a= 1,5×1,095× ³Ö(0,004/0,73) = 0,289

 

а= =0,956

В итоге мы

получили коэффициент смешения - а = 0,956

Кратность разбавления: n=(a×Q+ Q^сек_ср) /Q^сек_ср=(0,956×8,071+0,73)/0,73=11,57

 

 

Расчет необходимой степени  очистки по взвешанным веществам.

 

Концентрацию взвешенных веществ  в очищенной СВ, которая может быть сброшена в конкретный водоем, определим по формуле:

 

m = Р× (а × Q/q + 1) + b = 0,25×(0,956×8,071/0,73+1)+12 = 14,89мг/л

где Р =0,25 мг/л– допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоёме после спуска сточных вод;                                                    

b=12 мг/л- содержание взвешенных веществ в водоёме до пуска в него сточных вод.

 

Эффект очистки по взвешенным веществам  в %

 

 

Расчет необходимой  степени очистки по БПК_полн