Выбор метода очистки сточных вод и технологической схемы

Согласно приведенным расчетам имеем:

,

,

,

II. Расчет сооружений очистки

Приемная камера

Размеры приемных камер канализационных очистных сооружений из сборного железобетона ( при напорном поступлении сточных вод).
А=2000 мм, В=2300 мм, Н=2000 мм,Н1=1600 мм, h=750мм, h1=900 мм, b=800 мм, l=1000 мм, 1₁=1200 мм.
Диаметр напорного трубопровода мм, при подаче стоков: по одной нитке = 700 мм, по двум ниткам = 400 мм.

Решетки

Подбор решеток

В курсовом проекте приняты ступенчатые решетки эскалаторного типа. По максимальному часовому расходу выбрано 2 рабочие и 1 резервная решетки РС-1000.

Определение габаритных размеров зданий с решетками

Длина здания с решетками:

,

где - ширина решетки, для РС-1000 ;

- количество решеток.

Ширина здания с решетками:

,

где - длина решетки, для РС-1000 .

Песколовки

По табл.5 методических указаний подбираем основные размеры песколовок с круговым движением воды. Т.к. суточный расход сточных вод Q = 22027 м³/сут, D_н = 6000 мм, Б = 11000 мм, b = 1400 мм.

Площадь живого сечения кольцевого желоба песколовки:

,

где максимальный часовой расход, м³/с

количество песколовок;

скорость движения воды в песколковке при максимальном притоке сточных вод, .

Высота треугольной части кольцевого желоба песколовки:

.

Площадь треугольной части кольцевого желоба:

.

Площадь прямоугольной части кольцевого желоба:

, тогда:

и

Высота жидкости в прямоугольной части желоба:

.

Суммарная полезная высота кольцевого желоба песколовки:

.

Высота бункера песколовки:

,

где диаметр нижнего основания бункера для песка; .

Строительная высота песколовки:

Продолжительность протекания сточных вод по кольцевому желобу песколовки при максимальном притоке сточных вод:

.

Суточный объем песка:

,

где количество песка, задерживаемого в песколовках, в пересчете на 1 чел.; .

Песковые бункеры

Полезный объем одного бункера:

,

где время хранения осадка в бункерах, ;

число бункеров, .

Примем диаметр бункера D = 1 м, d₀ = 0,5 м, тогда высота усеченного конуса бункера:

.

Высота цилиндрической части бункера:

Строительная высота бункера:

.

Осветлитель-перегневатель.

Расчет осветлителя.

Осветлитель устраивается на базе вертикального первичного отстойника, поэтому расчет его надо начинать с выбора диаметра D₀ и строительной высоты
H₀.

Строительная высота осветлителя:

H_{0 =} h_ц + h_у.о.+ h_б= h_ц +

h_ц – максимальная высота зоны осаждения в первичных вертикальных отстойниках следует принимать ( от 2,7 до 3,8 м.) = 2,7 м.

h_у.о.=

h_б= 0,3 м

Диаметр центральной трубы осветлителя d, м, равен:

q- максимальный расход сточных вод, поступающих в осветлители с естественной аэрацией, м³/с;

n- число осветлителей; n≥2;

vтр- скорость движения воды в центральной трубе осветлителя; v_тр=0,5-0,7 м/с.

Принимаем высоту центральной трубы осветлителя h_т = 2 м.

Диаметр тарельчатого отражательного щита D_щ= d+1м = 0,3+1 = 1,3 м.

Расстояние от конца центральной трубы до щита-1м.

Рабочая высота цилиндрической части камеры флокуляции h_ц.ф.=3 м.

Высота усеченной части камеры флокуляции h_у.ф.=1м.

Общая рабочая высота камеры флокуляции h_ф=h_ц.ф.+ h_у.ф. = 3+1= 4м.

Диаметр нижнего сечения камеры флокуляции D_ус м,

v_в = средняя скорость выхода воды из камеры флокуляции; v_в = 0,008-0,01 м/с

Диаметр камеры флокуляции D_ф, м,

+ =

=

Где t- время пребывания сточных вод в камере флокуляции; с; t= 20 мин.

Затем определяем скорость движения воды в отстойной зоне осветлителя v₀, м/с, по формуле:

Скорость в отстойной зоне осветлителя должна находиться в пределах v₀=0,8-1,5 мм/с. v₀ соответствует требуемым значениям.

Суточный объем осадка, выпадающего в осветлителях , м³/сут, определяют по формуле:

Где - концентрация смеси сточных вод, поступающих в осветлители, по взвешенным веществам, г/м³;

Э^вв-эффект задержания взвешенных веществ в осветлителях, %; Э^вв = 70%;

- плотность осадка, т/м³ ; 1 т/м³;

Р1- влажность осадка, %; р1 = 95%.

Остаточная концентрация загрязнений в сточных водах, поступающих из осветлителя на биологические очистные сооружения, по и определяется соответственно по формулам:

Где - концентрация смеси сточных вод, поступающих на очистные сооружения, по взвешенным веществам, г/м³;

- концентрация смечи сточных вод, поступающих в осветлители, по БПК_полн, г/м³;

- эффект снижения БПК в осветлителях, %; Э=15%.

Расчет перегнивателя.

Полезный объем камеры перегнивания осадка одного осветлителя-перегневателя W_п, м³, составляет:

где m- число перегнивателей; принимается равным числу осветлителей с естественной аэрацией, то есть m = n;

W_сут – суточный объем осадка, поступающего во все перегневатели, м³/ сут.

На станциях с аэротенками:

d- суточная доза загрузки осадка в перегнивателе, равна:

Где d₁ –суточная доза загрузки осадка влажностью 95% в перегниватели, %, принимая по табл. 7

(см.п.2.5), в зависимости от среднезимней температуры сточных вод;

p_см – влажность смеси осадка, поступающего в перегниватели, %, определяется по формуле:

Далее принимают полезную высоту цилиндрический части перегнивателя h_ц.п. Для перегнивателей, устраиваемых из сборных железобетонных панелей высотой 6 м, имеем:

Где h_{б –} высота борта перегнивателя, м; обычно h_б = 0,5 м.

Диаметр перегнивателя D_п, м, определяют из уравнения:

Где

Обычно d₁=0,4-0,5 м; угол β≥30°

Β=0.6 ,сл-но β=31°

Строительная высота перегневателя Нп, м, составит:

Проверка:

Аэротенк.

В курсовом проекте принят аэротенк-вытеснитель с регенерацией циркулирующего ила.

Степень рециркуляции активного ила:

доза ила, в аэротенках-вытеснителях , в расчете примем

иловый индекс, принимается по табл. 41 СНиП, при ориентировочно для городских сточных вод можно принять .

БПК_полн сточных вод, поступающих в аэротенк, с учетом разбавления циркуляционным активным илом:

БПК_полн поступающих на биологическую очистку сточных вод, ;

БПК_полн очищенной сточной воды, при полной биологической очистке .

Продолжительность пребывания сточных вод в аэротенке:

Предварительный подсчет дозы ила в регенераторе:

Удельная скорость окисления, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч:

максимальная скорость окисления, принимается по [1, табл. 40], для городских сточных вод ;

коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, принимается по [1, табл. 40] в зависимости от вида сточных вод, для городских сточных вод ;

средняя концентрация растворенного кислорода в аэротенке, обычно в первом приближении согласно [1] принимают и уточняют на основе технико-экономических расчетов;

константа, характеризующая влияние кислорода, принимается по [1, табл. 40], для городских сточных вод ;

константа, характеризующая свойства органических загрязнений, принимается по [1, табл. 40], для городских сточных вод .

Продолжительность окисления органических загрязнений:

зольность ила, принимается по [1, табл. 40], для городских сточных вод .

Продолжительность регенерации:

.

Расчетная продолжительность обработки воды в системе аэротенк-регенератор:

Для уточнения величины илового индекса определим среднюю дозу ила в системе аэротенк-регенератор:

и нагрузку:

, это значение не отличается от первоначального больше чем на 5%( ),

Объем аэротенка:

Объем регенератора: с регенератором

.

Общий объем аэротенка:

.

, следовательнов каждой секции аэротенка будет по 4 коридора (m = 4). Примем количество секций аэротенка n = 2.

Производим перерасчет объема аэротенка, для уточнения значений.

Объем секции:

.

Объем коридора:

.

Примем ширину коридора B = 6 м, высоту аэротенка H = 3 м, тогда ширина аэротенка .

Общая длина секций аэротенка:

Длина коридора :

Прирост активного ила:

концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк. ;

коэффициент прироста активного ила, принимается по [1], для городских сточных вод .
Схема аэротенка.

Система аэрации.

Суммарную площадь F, м², зеркала аэротенков определяют по формуле

F = Nlb= 2·40·6=480 м²

Используем мелкопузырчатую пневматическую систему аэрации с применением фильтросных пластин размерами 0,3*0,3*0,035 м.

Для установки фильтросных пластин вдоль длинной стороны аэротенка устраивают подфильтросные железобетонные каналы и перекрывают их сверху фильтросными пластинами. По системе воздухораспределительных трубопроводов и стояков, отходящих от нее, в подфильтросные каналы нагнетают воздуходувами воздух.

Число аэротенков в регенераторах и на первой половине длины аэротенков-вытеснителей надлежит принимать вдвое больше, чем на остальной длине аэротенка. Для выполнения этого требования на первой половине длины аэротенков-вытеснителей и в регенераторах можно расположить фильтросные пластины. При этом площадь зоны аэрации f , м², должна приниматься по площади, занимаемой пневматическими аэраторами, включая просветы между ними до 0,3 м ;

f = f =

Удельный расход воздуха D, м³/м³ , при очистке сточных вод в аэротенках определяют по формуле

где
Z – удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой БПК_полн ; при L_t до 15-20 мг/л , Z= 1,1 мг/л.
К₁ – коэффициент, учитывающий тип аэратора ; для мелкопузырчатой аэрации принимается в зависимости от отношения f: F;

K₂ – коэффициент , зависящий от глубины погружения аэраторов h_a ;
К_т – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод; определяется по формуле.

,

Где Т_ср – среднемесячная температура сточных вод за летний период, ;

К_з – коэффициент качества сточной воды ; для городских сточных вод К_з = 0,85 ;

С – средняя концентрация кислорода в аэротенке, м/л ; в первом приближении допускается принимать С = 2 мг/л и уточнять на основании технико-экономических расчетов;

С_р – растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л ; определяется по формуле

в которой h_a – глубина погружения аэраторов , м;
С_т - растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и давления ;

По найденным значениям D и t определяют интенсивность аэрации I , м³/(м²·ч), по формуле

Проверка:

11. Вторичный вертикальный отстойник

Суммарная площадь отстойной части всех радиальных вторичных отстойников:

.

Суммарная площадь живого сечения центральных труб, всех вторичных отстойников:

.

Примем число вторичных отстойников m = 16, тогда их диаметр:

;

Диаметр центральной трубы отстойника d равен

Диаметр раструба центральной трубы и высота раструба

D=h=1.3*d=1.78 м

Диаметр отражательного щита

D=1.3*1,78=2,314 м

Высота усеченного конуса отстойника

Объем усеченного конуса отстойника ,м³

Величину нейтрального слоя во вторичном радиальном отстойнике примем высоту бортика ;.

Общая строительная высота отстойника после аэротенка:

Суммарное часовое количество осадка, выпадающего во вторичных радиальных отстойниках после аэротенков после бытовых и близких к ним по составу производственных вод:

где максимальный часовой расход сточных вод, поступающих на очистные сооружения, ;

R – степень рециркуляции активного ила;

Э – эффект осветления сточных вод в первичных отстойниках, Э = 70% (см. расчет первичных отстойников);

БПК_полн поступающих на биологическую очистку сточных вод, ;

–плотность осадка, ;

p₃ – влажность активного ила, выпадающего в осадок во вторичных отстойниках, p = 99,2%.

Объем осадка, приходящийся на один отстойник:

Иловые площадки

Суточный объем сброженного осадка:

.

Полезная площадь иловых площадок:

,

гдеh – нагрузка на иловые площадки, м;

K – климатический коэффициент.

Потребное число карт иловых площадок:

для

где f_к – площадь карты.

Обезвоживание осадка будет происходить в цехе механического обезвоживания на центрифугах. В случае аварии в ЦМО предусмотрены аварийные иловые площадки в размере 20% от требуемого количества.