Реферат
36 стр. 2 табл. 5 мал. 5 джерел.
В даному курсовому проекті запропонована очисна станція продуктивністю 24600 м3/доб. Очистка стічнихвод здійснюється на спорудах механічної та біологічної очистки. Перед випускомвже очищених стоків в водойму проводиться їх знезараження.
Стічна вода поступає на очисну станцію по двом трубопроводам d = 600 мм в приймальну камеру ПК-2-60а зтипорозмірами 1500*2000*1600. Вода з приймальної камери надходить до спорудмеханічної очистки. В курсовому проекті запропоновані наступні споруди длямеханічного очищення стоків міста: грати в кількості 2 шт. (1 робочі + 1резервні) типу МГ9Т; горизонтальна пісколовка з прямолінійним рухом води;первинний горизонтальний відстійник L = 36 м,B = 9х4 м. Перед первинними відстійникамизапроектован преаератор. Для біологічної очистки стоків запроектовані:аеротенк-витискувач з регенаратором; вторинний горизонтальний відстійник L = 42 м, B = 6х4 м
Знезараження стічної води проводиться рідким хлором за допомогоювакуумного хлоратора ЛОНИИ – 100, контактного резервуару, змішувача типу «лотокПаршаля».
СТІЧНА ВОДА, ГРАТА, ПІСКОЛОВКА, АЕРОТЕНК, ВІДСТІЙНИК, АКТИВНИЙ МУЛ,ЗМІШУВАЧ, ЗНЕЗАРАЖЕННЯ, КОНТАКТНИЙ РЕЗЕРВУАР.
Зміст
Вступ
1. Стислахарактеристика міста та умов випуску стічної води
2. Розрахунокпараметрів очисної станції
2.1 Визначення концентраційзабруднень в стічній воді
2.2 Визначення розрахункових витратстічних вод
3. Визначеннянеобхідного ступеня очищення стічних вод
3.1 Визначення коефіцієнту змішування
3.2 Розрахунок необхідного ступеня очисткиза завислими речовинами
3.3 Визначення необхідного ступеняочистки за органічними речовинами
4. Розрахунокспоруд для механічної очистки стічних вод
4.1 Розрахунок приймальної камери
4.2 Розрахунок грат
4.3 Розрахунок пісколовок
4.4 Попередня аерація
4.5 Розрахунок відстійників
5. Розрахунокспоруд для біологічного очищення стічної води
5.1 Розрахунок аеротенків
5.2 Розрахунок вторинних відстійників
6. Розрахунокспоруд для дезінфекції стічної води
6.1 Розрахунок хлораторної установки
6.2 Розрахунок контактного резервуару
Вступ
Забруднення природної води є на теперішній час глобальною кризоюекосистеми. Річна вода є в водночас і джерелом водопостачання, і приймачемстічної води від промислових підприємств, населених міст та атмосферних осадів.
В містах, або взагалі в населених пунктах, виникають забруднення різногохарактеру, які пов’язані з повсякденноюдіяльністю людини.
Вода, яка була використана для різних потреб та отримала при цьомудодаткові домішки (забруднення), які змінили ії хімічний склад або фізіологічнівластивості, називається стічною водою.
Органічні забруднення, які містяться в стічній воді можуть загнивати, прицьому вони служать сприятливим середовищем для розвитку мікроорганізмів.Усілякі хімічні сполуки, які знаходяться у стічній воді (нафтопродукти, олія,жири, смоли, отруйні речовини) можуть убити усе живе в водоймі. Накопиченнястічної води на поверхні та в глибині почви, а також в водоймах, викликають забрудненнянавколишнього середовища, виключає можливість використання водойм длягосподарських потреб та є причиною інфекційних захворювань.
Саме тому якісна очистка стічних вод має дуже важливе значення, бозабруднення річної води, окрім гігієнічного значення, має ще й екологічне, якевиражається в тому, що збільшення забруднень потребує додаткових коштів дляводопідготовки.
Будівництво систем очищення стоків не тільки сприяє зменшенню забрудненьводостоків, але й дозволяє вилучити вторинну речовину, яку можливо застосуватиу виробництві.
1. Стислахарактеристика міста та умов випуску стічної води
В даному курсовому проекті запропонована очисна станція, продуктивністю 24600м3/добу для очистки стоків, що надходять від населеного пункту зкількістю населення 85 000 чоловік та промислового підприємства.
Побутові стічні води мають наступні характеристики: температура води – 12 оС, рН = 7,2; витрату — 240 л/доб.люд.
В місті розташовано промислове підприємство з витратою стічних вод 4200 м3/доб.Кількість завислих речовин в цій воді — 140 мг/л, органічних речовин — 190мг/л; рН = 6,7; температура стічної води — 15 оС.
Після очистки вода скидається у водойму ІІ п. категорії з середньоюглибиною – 2,2 м, витратою – 3,15 м3/с. Середня швидкість течії уводоймі — 0,5 м/с; кількість розчиненого кисню у воді – 7,2 мг/л; кількістьзавислих речовин – 3,5 мг/л; кількість органічних речовин (БСК) – 3,8 мг/л.
Водовикористання нижче випуску стоків: в прямому напряму — 11 км, за фарватером — 9 км.
2. Розрахунок параметрів очисної станції.
2.1 Визначення концентрацій забруднень в стічнійводі
Для визначення необхідного ступеня очищення стічної води перед випускомії до водойми потрібно визначити кількість забруднень стічної води.
Без проведення хімічного аналізу вміст забруднень стічної води, мг/л,можливо визначити за завислими речовинами, БСК, азотом амонійних солей,фосфатами, хлоридами та іншими забрудненнями за формулою:
/> (2.1)
де а – кількість визначених забруднень за добу на людину, якакористується каналізацією (приймаємо по [1, табл. 25);
n – норма водовідведення, л/добулюд. (приймаємо за завданням).
Концентрація завислих речовин господарсько-побутових стічних вод:
/> мг/л.
Концентрація завислих речовин промислових стічних вод: С = 140 мг/л.
БСКповн. в господарсько-побутових стічних водах:
/> мг/л.
БСКповн. в промислових стічних водах: С = 190 мг/л.
На очисні споруди надходить суміш побутових і виробничих стічних вод.Вміст забруднень кожного з інгредієнтів в загальному потоці розраховуємо заформулою:
/> (2.2)
де Споб, Спр – відповідно вміст забруднень упобутовій і промисловій стічній воді, мг/л;
Qпоб, Qпр – відповідно середньодобові витратипобутових і промислових стічних вод, м3/доб (приймаємо за завданням).
Концентрація завислих речовин в загальному стоку:
/>мг/л.
Концентрація органічних речовин в загальному стоку:
/> мг/л.
Значення водневого показника суміші побутової та виробничої стічної водивизначаємо за формулою:
/> (2.3)
де рНпоб, рНпр – відповідно значення рН побутовоїта промислової стічної води (приймаємо за завданням);
/>.
Значення температури суміші виробничої та побутової води визначаємо заформулою:
/> (2.4)
де tпоб, tпр – відповідно температури побутовоїта виробничої стічної води, оС (приймаємо за завданням);
/> оС.
2.2 Визначення розрахункових витрат стічних вод
Середню добову витрату побутових стічних вод визначаємо за формулою:
/> (2.5)
де n – норма водовідведення, л/добу люд.(приймаємо за завданням);
Np – кількість населення, люд(приймаємо за завданням);
/> м3/доб.
Середню годинну витрату стічних вод визначаємо за формулою:
/> (2.6)
/> м3/год.
Далі визначаємо значення загального коефіцієнту водовідведення за [1], приймаємо розподіл надходженняпобутових стічних вод за годинами доби згідно з прийнятим коефіцієнтом [6]. Розподіл надходження виробничихстічних вод за годинами доби приймаємо рівномірним.
Результати розрахунку надходження стічних вод за годинами доби зведені втаблицю 1.
Середню секундну витрату стічних вод визначаємо за формулою:
/> (2.7)
/> л/с.
Максимальний коефіцієнт нерівномірності притоку стічних вод Kзаг = 1,57.
Середня добова витрата: Qдоб = 24600 м3.
Середня годинна витрата: Qгод = 24600/24 = 1025 м3.
Середня секундна витрата: qсер.сек. = 1025/3,6 = 284,7 л/с.
Максимальна секундна витрата: qмакс.сек. = 1484,4/3600 = 0,412 м3/с = 412 л/с.
Мінімальна секундна витрата: qмин.сек. = (490,92/3600)*1000 = 136,4 л/с.
Таблиця 1 – Приток стічних вод за годинами доби.Години доби Побутові Виробничі Загальний приток %
м3 %
м3 %
м3 0-1 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34 1-2 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34 2-3 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34 3-4 1,55 316,2 4,16 174,72 2,00 490,92 4-5 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34 5-6 4,55 928,2 4,16 174,72 4,48 1102,92 6-7 5,95 1213,8 4,17 175,14 5,65 1388,94 7-8 5,8 1183,2 4,16 174,72 5,52 1357,92 8-9 6,42 1309,68 4,16 174,72 6,03 1484,40 9-10 6,42 1309,68 4,16 174,72 6,03 1484,40 10-11 6,42 1309,68 4,17 175,14 6,04 1484,82 11-12 4,8 979,2 4,17 175,14 4,69 1154,34 12-13 4,95 1009,8 4,17 175,14 4,82 1184,94 13-14 4,63 944,52 4,16 174,72 4,55 1119,24 14-15 6,05 1234,2 4,17 175,14 5,73 1409,34 15-16 6,05 1234,2 4,17 175,14 5,73 1409,34 16-17 5,6 1142,4 4,17 175,14 5,36 1317,54 17-18 5,6 1142,4 4,16 174,72 5,35 1317,12 18-19 4,3 877,2 4,17 175,14 4,28 1052,34 19-20 4,63 944,52 4,17 175,14 4,55 1119,66 20-21 4,63 944,52 4,16 174,72 4,55 1119,24 21-22 2,35 479,4 4,17 175,14 2,66 654,54 22-23 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34 23-24 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34 Всього 100 20400 100,00 4200 100,00 24600
3. Визначення необхідного ступеня очищеннястічних вод
3.1 Визначення коефіцієнту змішування
Необхідний ступінь очищення стічних вод визначається згідно з «Правиламиохорони поверхневих вод від забруднення стічними водами». Внесені уводойму забруднення переміщуються разом із річною водою до розрахунковогоствору.
При цьому у водоймі проходять два процеси: перемішування забрудненої водиз усією водною масою і мінералізація органічних речовин. Ступінь змішування зрічковою водою визначається коефіцієнтом а, який розраховуємо заформулою:
/> (3.1)
де Q – витрата води у водоймі, м3/с(приймаємо за завданням);
q –витрата стічної води, м3/с; Lф – відстань до розрахункового створуза фарватером, м (приймаємо за завданням);
a — коефіцієнт, що враховує гідравлічні фактори змішування:
/> (3.2)
де j — коефіцієнт звивистості русла:
/> (3.3)
де Lпр – відстань до розрахункового створунавпростець, м (приймаємо за завданням); />;
x — коефіцієнт, що враховує місце розташування випуску іприймається x=1,5 – для руслового випуску; Е – коефіцієнт турбулентної дифузії, длярівнинних річок визначаємо за формулою:
/> (3.4)
де v – середня швидкість течії ріки, м/с(приймаємо за завданням);
Hсер – середня глибина річки, м;
/>
/>.
Ступінь очищення стічної води визначаємо за слідуючими показниками: закількістю завислих речовин, за БСКповн, за розчиненим у водоймікисню. Кратність розбавлення в розрахунковому створі визначаємо за формулою:
/> (3.5)
/>
3.2 Розрахунок необхідного ступеня очищення зазавислими речовинами
Гранично допустимий вміст завислих речовин m, г/м3, які спускають у водойму стічні води визначаємо заформулою:
/> (3.6)
де р – допустимо згідно з санітарними нормами збільшення завислих речовину водоймі після випуску стоків, г/м3; Q – найменша витрата води у водойміпри 95% забезпеченості, м3/с (приймаємо за завданням); bр – вміст завислих речовин у водоймудо випуску в неї стоків, г/м3;
/> г/м3.
Ступінь необхідного очищення за завислими речовинами визначаємо заформулою:
/> (3.7)
де Ссум – концентрація завислих речовин в суміші стічних воддо очищення, г/м3 (Ссум = 248 мг/л);
/>.
3.3 Визначення необхідного ступеня очищення поБСКповн. суміші стоків і води водойми
Визначення необхідного ступеня очищення за БСКповн враховуєсамоочищення стоків під час біохімічних процесів, а також розбавлення стоківводою. Допустиме значення БСКповн стоків під час випуску у водоймувизначаємо за формулою:
/> (3.8)
де Кст, Кр – константи швидкості поглиння киснюстічною та річною водою; Кст = 0,115 1/доб, Кр = 0,170/доб;
/> - гранично припустиме БСКповнсуміші стоків і річної води в розрахунковому створі (для водойми ІІ п категоріїприймаємо />= 6 мг/л);
Lp – БСКповн стічноїводи до місця випуску стоків, мг/л (приймаємо за завданням);
t – тривалість перемішання водивід місця випуску до розрахункового створу:
/> (3.9)
де Lф – відстань за фарватером від місцявипуску до розрахункового створу, м (приймаємо за завданням);
vсер – середня швидкість течіїводойми, м/с (приймаємо за завданням);
/> доб,
/> мг/л.
Згідно з правилами випуску стоків у воді водойми після змішування зрічною водою кількість розчиненого кисню повинен бути не менше 3 мг/л.
Допустиме БСКповн стоків при врахуванні мінімального вмістурозчиненого кисню, визначаємо за формулою:
/> (3.8)
де Op – вміст розчиненого кисню у річковійводі до місця випуску стоків, г/м3 (приймаємо за завданням);
О – мінімальний вміст кисню у воді, г/м3 (приймаємо 3 мг/л);
0,4 – коефіцієнт перерахунку БСКповн у дробові;
/> г/м3.
Необхідний ступінь очищення за БСКповн:
/>
4. Розрахунок споруд для механічної очисткистічної води
4.1 Розрахунок приймальної камери
Приймальнакамера призначена для прийому стічних вод, які поступають на очисні спорудиканалізації, гасіння швидкості потоку рідини та сопоставлення трубопроводів звідкритим лотком.
Стічні води надходять на очисні споруди напірними трубопроводами.Приймальну камеру влаштовують перед очисними спорудами. Вона влаштовується наопору із збірних залізобетонних кілець.
Камера передбачається на надходження стічних вод по двом трубопроводам тарозміщується внасипі висотою до 5 м.
Приймальну камеру приймаємо в залежності від продуктивності очисноїстанції.
Розміри прийнятої приймальної камери представлені в таблиці 2.
Таблиця 2 – Типорозміри приймальної камери очисних споруд.Пропускна здібність, л/с Діаметр труб, мм Марка приймальної камери Розміри, мм А В Н 476 2 * 600 ПК-2-60а 1500 2000 1600
4.2 Розрахунок грат
Гративикористовують для затримання великих забруднень стічних вод і є спорудами, якіготують до подальшої більш повної очистки.
За нормами, решітки повинні бути встановлені на всіх очисних станціях незалежно від засобу подачі стічної води.
Грати складаються з похилих (під кутом 80о) металевихстержнів, які укріпленні на металевій рамі (рис.1).
Для попередження створення вихрового потоку канал перед гратами плавно розширюють,шлях зміни напрямку стінки на кут j = 200. Щоб попередити продавленнязабруднень через решітки, швидкість потоку треба підтримувати в межах 0,7 м/спри середній витраті, і не більше 1 м/с – при максимальній.
Прозори міжстержнями грат повинні бути по можливості меншими, щоб затримувати якумогобільше грубих домішок для полегшення роботи відстійників. Тому ширину прозорівграт приймаємо 16 мм перед очисними спорудами./>
1 – тяговий ланцюг, 2 – ведома зірочка, 3– граблі, 4 – шарнірна опора, 5 – приводний ланцюг, 6 – електродвигун, 7 –нерухома решітка.Рис.1 – Похила грата типа МГТ.
Згідно з нормами [1]приймаємо двіграти (одну робочу, одну резервну). Грати розраховуємо на максимальну секунднувитрату qmax = 0,412 м3/с.Приймаємо глибину води у камері перед грата h1 = 1 м, середня швидкість у прозорах vр = 1 м/с, ширину прозорів приймаємо b = 0,016 м, тоді кількість прозорів в граті визначаємо за формулою:
/> (4.1)
де К3 – коефіцієнт, який враховує стиснення потоку граблями тазатриманими забрудненнями, який дорівнює 0,5;
/>.
Приймаємо товщину стержнів грат S = 0,008 м.Загальну ширину грат визначаємо за формулою:
/> (4.2)
/> м.
Відповідно розрахунку приймаємо грати типу МГ9Т з наступними параметрами:
- розміриканалу перед решіткою 1000*1200 мм;
- товщинастержнів S =0,008 м;
- маса 1320кг;
- пропускназдібність 33 тис.м3/доб.
Перевіряємо швидкість води у прозорах грат. Для прийнятих розмірів вонаскладає:
/> (4.3)
/> м/с.
Визначаємо довжину камери грат (конструктивно):
/> м.
Визначаємо кількість забруднень, утримуваних гратами. Ця кількість, якаутримується на гратах, які мають ширину прозорів b = 0,016 м, дорівнює 8 л/рік на 1 людину.
Прийнявши норму водовідведення n = 240л/доб на 1 людину, визначаємо приведену кількість населення:
/>, (4.7)
/> люд.
Об’єм утримуваних забрудненьскладає:
/> (4.8)
/>
При щільності осаду r = 750 кг/м3, маса забруднень складає М = 2,25*0,75= 1,69 т або за час
/> т = 188 кг.
Очистка грат від затриманих ними відбросів проводиться механізовано, томущо об’єм відбросів складає більше0,1 м3/доб. Зняті відброси з грат подаються в дробарки.
Запропоновані дві дробарки, з яких одна робоча і одна резервна,молоткового типу продуктивністю 0,3-1 т/год.
До складу установки входить дробарка типу Д-3 з електродвигуномпотужністю 22 кВт; частотою обертання 1450 об/хв.
Витрата води, що подається на дробарку прийнята з розрахунку 40 м3на 1 м забруднення.
4.3 Розрахунок пісколовок
Пісколовкивлаштовуються для видалення піску та інших мінеральних нерозчинних забруднень.
/>
Рис.2 – Схема горизонтальної пісколовки.
Приймаємо два відділення пісколовки.
Площа живого перетину одного відділення визначається за формулою:
/>, (4.9)
де qmax – максимальна витрата стічних вод, м3/с(приймаємо по табл.1);
v – швидкість руху води, м/с(приймаємо 0,3 м/с);
n – кількість відділень (прийняли 2);
/> м2.
Глибину проточної частини приймаємо h1 = 0,7 м. Ширина відділення буде дорівнювати:
/> (4.10)
/> м.
При розрахунковому діаметрі частинок піску d = 0,2 мм — u0=18,7 мм/с і К=1,7.
Довжину пісколовки розраховуємо за формулою:
/> (4.11)
де К – емпіричний коефіцієнт, який враховує вплив турбулентності та іншихфакторів на роботу пісколовки;
/> м.
Мінімальна витрата на пісколовку буде дорівнювати:
/> м3/с. (4.12)
Мінімальне наповнення при швидкості v = 0,3 м/с:
/> м. (4.13)
Відношення максимальної витрати до мінімальної:
/> (4.14)
Щоб підтримуватипостійну швидкість, встановлюють у вихідному каналі непідтоплюваний водозлив зшироким порогом без донного випуску. Перепад між дном пісколовки і порогомводозливу:
/> (4.15)
де hmax, hmin – відповідно глибина води примаксимальній і мінімальній витратах і швидкості руху води 0,3 м/с;
/> м.
Ширину водозливу визначаємо за формулою:
/> (4.16)
де m – коефіцієнт витрати водозлива, якийзалежить від умов бокового стиснення, m = 0,35…0,38;
/>м.
По визначеним параметрам приймаємо горизонтальну пісколовку із наступнимихарактеристиками: продуктивність Q – 29 м3/доб, довжина L – 29 м, кількість відділень n – 2, ширина відділення B – 1,25 м, висота робочої частини Hs– 0,55 м.
При нормі водовідведення n = 240 л/доб. на 1 людину приведенакількість населення складає:
/>, (4.7)
/> чол.
Тоді об’єм осаду за добу складе:
/> м3/доб, (4.8)
де 0,02 – кількість зловленого осаду за добу на одну людину, л/(доб*люд).
Вигрузку осаду передбачено 1 раз на добу.
4.4 Попередня преаерація
В звичайних первинних відстійниках затримується 30 – 50 % нерозчиненихдомішок, які містяться в стічній воді.
Для більш повного освітлення стічних вод приймається ряд спонукальнихдій. Однією з таких дій є попередня коротчасова аерація стічної води. Вонапроводиться в спеціально побудованих для цього спорудах – преаераторах.
Преаераторзапроектовано перед первинними відстійниками у вигляді окремої споруди.
При використанні процесу попередньої аерації ефективність затриманнязабруднюючих речовин в первинних відстійниках збільшується на 20 – 25 %.
Преаератори розраховують виходячи з тривалості аерації стічних водвпродовж 20 хв., та витрати повітря 5 м3 на 1 м3 стічнихвод [1].
Об’єм преаератора:
/> (4.9)
/> м3.
Площа преаератора:
/> (4.10)
де H – глибина преаератора, яка дорівнюєглибині проточної частини відстійника, тобто Н = 2,5 м;
/> м2.
Довжина преаератора:
/> (4.11)
де В – ширина преаератора (приймаємо в залежності від глибини 1,5Н = 3,75 м);
/> м.
В якості аератора запропоновано мілко пузирчастий аератор з трьомавідділеннями у вигляді фільтроносних пластин. Найбільш повне описання аератораприведено в п. 5.1 «Розрахунок аеротенків».
4.5 Розрахунок відстійників
В залежності відпродуктивності очисних споруд приймаємо горизонтальні відстійники.
Необхідний ефектосвітлення (п. 3.2) Э = 97,74 %. Для отримання такого ефекту умовна гідравлічнарізниця завислих речовин повинна бути uo/>0,33 мм/c. Приймаємо глибинупроточної частини Н = 2,5 м, а середню швидкість протоку vсер. = 5 мм/с.При розподіленні води на початку споруди и збиранні її в кінці споруди задопомогою водозливу h0= 0.25 м, а α = 450.
Визначаємодовжину ділянки l1, наякій висота активного шару у відстійнику сягає розрахункової глибини Н = 2,5 м.
Середня глибинапотоку на цій ділянці:
/>м (4.12)
Середнюшвидкість потоку на ділянці l1 розраховуємо:
/> мм/с (4.13)
При цьому к =0,16, w = 0,04, а
/> м. (4.14)
Тривалістьпротікання води на ділянці l1 розраховуємо за формулою:
/> с = 0,28 год.(4.15)
За цей часмінімальна часточка, що осідає, пройде відстань:
/> мм = 0,3 м (4.16)
При vсер. = 5 мм/с w2 = 0.01 [1].
Залишковучастину глибини відстійника часточка пройде за час:
/> с = 1,63год. (4.17)
За цей часчасточка переміститься по горизонталі на відстань:
/>м (4.18)
Довжина ділянкистиснення потоку:
/> м. (4.19)
Загальна довжинавідстійника дорівнюватиме:
/> м (4.20)
Ширинавідстійника:
/> (4.21)
Приймаємо ширинувідділення відстійника 9 м, тоді кількість відділень складе: 32,96 / 9 = 3,66 ≈4 шт.
Враховуючи, щовідстійник має достатньо надійний механізм – цепні скребки, вихід яких зі строюпрактично виключено, розрахунковий об’єм відстійників не збільшується.
Маса зібраногоосаду відстійника за добу:
/> т/добу. (4.22)
Об’єм осаду, щовипав:
/> м3/добу.(4.23)
Для накопиченняосаду на початку споруди проектується бункер у вигляді перекинутої усіченоїпіраміди, верхня основа якої має розміри 4,0х2,5м, а нижня – 1,0х0,5 м. Висотапіраміди дорівнює 2,5 м. Об’єм бункера одного відділення складе:
/> м3.(4.24)
В основівідстійника також передбачуємо ємність для накопичення осаду. Висота її в кінціспоруди дорівнює 0,2 м. При ухилі днища і = 0,003 висота її на початку будедорівнювати:
/> м. (4.25)
Об’єм осадочноїчастини в основі одного відділення складе:
/> м3.(4.26)
Загальний об’ємосадочної частини всіх відділень:
/> м3.(4.27)
Осадочні частинивідстійника будуть заповнюватись осадом за 32,6/15,9=2 доби.
Враховуючивелику нерівномірність розподілу осаду по площі відстійника, вивантаження йогорекомендується робити 1 раз на добу.
В бункери,розташовані на початку споруди, осад згрібається ланцюговими скребками, авидаляється з бункерів відкачуванням за допомогою насосів.
5. Розрахунок споруд для біологічного очищеннястічної води
5.1 Розрахунок аеротенків
Стічна воданадходить до аеротенків, як правило після споруд механічної очистки. Ваеротенках проходять процеси біохімічного окислення органічних речовин стічноїводи мікроорганізмами, які складають основну частину активного мулу, та киснемповітря.
Запропонованоаеротенк, який працює по одноступінчатій схемі по принципу витискувача. Черезте, що БСКповн. стічної води перевищує 150 мг/л, то до аеротенкадодаємо регенератор.
Принцип дії аеротенка-витискувача:стічна вода та активний мул подаються зосереджено з однієї з торцевих сторінспоруди, а випускаються також зосереджено з іншої сторони.
Значенняконстант та коефіцієнтів приймаємо за таблицями СНіП [1].
Для міськихстічних вод приймаємо наступні дані: r = 85 м/(г*год), Kl = 33 мг/л, Ко = 0,625мг/л, j = 0,07 л/г, S = 0,3. Концентрацію кисню Со приймаємо 2 мг/л.
Ступіньрециркуляції активного мулу:
/> (5.1)
де а – доза мулув аеротенку, г/л (приймаємо а = 3 г/л);
J – муловий індекс, см3/г (приймаємо згідно [1] 70 см3/г);
/>.
БСКповнстічної води, враховуючи розбавлення активним мулом:
/> (5.2)
де Lex – кінцева концентрація по БСКповн(приймаємо 15 мг/л);
/> мг/л.
Тривалістьперебування стічної води в аеротенку:
/> (5.3)
/> год.
Доза мулу врегенераторі:
/> (5.4)
/> г/л.
Питома швидкістьокислення:
/> (5.5)
де С –концентрація розчиненого кисню, мг/л;
rmax– максимальна швидкість окислення, мг/(г*год);
Кl – константа, що характеризує видорганічних забруднень, мгБСКповн/л;
К0–константа, що характеризує вплив кисню, мгО2/л;
/> мг/г*год.
Тривалістьокислення:
/> (5.5)
де S – зольність мулу;
/> год.
Періодрегенерації:
/>год. (5.6)
Тривалістьперебування стічної води в системі аеротенк-регенератор:
/> (5.7)
/> год.
Об’ємаеротенка:
/> ,(5.8)
де Qp– максимальна годинна витрата, м3/год (приймаємо потабл.1 1510,95 м3/год);
/> = 3242,5 м3.
Об’єм регенератора:
/>, (5.9)
/> м3.
Середня дозамулу:
/> (5.10)
/> мг/л.
Навантаження на1 г беззольного активного мулу:
/> (5.11)
/> мг/л.
При />= 328,9 мг/ л муловий індекс J = 72,9 см3/г, що набагато не відрізняєтьсявід прийнятого J = 70 см3/г.
Загальний об’єм аеротенка та регенератора складає:
/> м3. (5.12)
Приймаємо 4робочі секції. Тоді об’єм однієї секції буде складати: 7082/4 = 1770,5 м3.
На основі цьогоприймаємо аеротенк-витискувач з шириною коридору 4,5 м; робочою глибиною 3,2 м; чотирма коридорами; довжиною L = 36 м (затиповим проектом 902-2-178).
В якостіаератора приймаємо аератор з керамічних фільтропластин розмірами 300*300 мм татовщиною 35 мм. Пластини укладають на дно аеротенка в два ряди для забезпеченняподачі необхідного об’єму повітря. Повітря подається повоздуходувкам в канал, який перекритий пластинами.
Відношення площіпластин фільтрів до площі аеротенка f/F = 0,3; К1 = 1,89 (коефіцієнт, якийвраховує тип аератора, приймаємо по [1] в залежності від f/F); К2 =2,56 – коефіцієнт, який залежить від глибини занурення аератора (прийнято по [1]).
Глибиназанурення аератора: /> м. (5.13)
Визначаємокоефіцієнт n1, якийвраховує температуру стічних вод: /> (5.14)де tсер – середньомісячна температура суміші стічних вод (визначена раніше tсер = 12,5 0С);
/>.
Визначаємопитому витрату повітря за формулою:
/> (5.15)
де z – питома витрата кисню повітря (приймаємо 0,9мг/мг);
n2 – коефіцієнт, що враховує якість стічнихвод (приймаємо 0,85);
С – середняконцентрація кисню в аеротенку (приймаємо 2 мг/л);
Ср –розчинність кисню у воді, мг/л:
/> (5.16)
де Ст– розчинність кисню повітря у воді, Ст = 8,84 мг/л;
/> мг/л;
/> м3/м3.
Визначаємоінтенсивність аерації:
I = /> м3/(м2*год). (5.17)
Загальний об’єм повітря визначаємо за формулою:
/> (5.18)
де Q –середньодобова витрата стічних вод, м3/доб;
/> м3/доб.
Об’єм повітрядля аерації стічної води в максимальну годину водовідведення:
/> м3/год.
Приймаємо 2повітродувки (1 робоча і 1 резервну) марки ТВ – 300 – 1,6 продуктивністю 18000 м3/год та потужністюдвигуна 172 кВт, тиском 0,14 Мпа.
5.2 Розрахунок вторинних відстійників
Вториннівідстійники влаштовуються для затримання активного мулу, який поступає разом зочищеною водою із аеротенків.
Запроектовано горизонтальнівторинні відстійники.
Вториннівідстійники розраховані по гідравлічному навантаженню з врахування концентраціїактивного мулу в аеротенку а, його мулового індексу І та концентрації активногомулу в освітленій воді аt за формулою:
/>, (5.19)
де /> - коефіцієнт використанняоб’єму, залежить від типі відстійника, для горизонтальнихприймається 0,45;
/> — глибинапроточної частини відстійника (приймаємо 2,5 м);
а – концентраціяактивного мулу в аеротенку (приймається не більше 3 г/л [1]);
аt – концентраціямулу в освітленій воді (приймається не менше 10 мг/л [1]);
J – муловий індекс, J = 72,9 см3/г (по [1]);
/> м3/(м3*год).
Приймаємо 4 відділеннявторинного відстійника.
Площа одноговідстійника розраховується за формулою:
/> (5.20)
де n – кількість відстійників;
/> м2.
Довжину одного відділення відстійника визначаємо за формулою:
L = F/B = 259,5 / 6 = 42,3 м.
Остаточно приймаємовторинний горизонтальний відстійник з 4 відділеннями шириною 6 м та довжиною L = 42 м.
6. Розрахунок споруд для дезинфекції стічноїводи
6.1 Розрахунок хлораторної установки
Дезинфекціюстічних вод проводять для винищення патогенних мікробів, які містяться в воді,та усунути небезпеку зараження водойми цими мікробами при випуску в неї очищенихстічних вод.
Дезінфекціястічних вод може проводитись різними способами, але найбільш розповсюдженим єхлорування, тобто введення в стічну воду визначеної кількості хлору абохлорного вапна, гіпохлорита натрію.
Оскільки рідкийхлор розчиняється в воді погано, тому використовують хлор-газ.
Згідно з [1] доза активного хлору приймається для повністю очищеної стічної води 3г/м3.
Потужністьхлораторної установки визначається за максимальною витратою стічних вод тадозою хлору.
Витрата хлору заодну годину при максимальній витраті стічних вод:
/> (6.1)
де Дхл– доза активного хлору, приймаємо 3 г/м3 [1];
Qмаск.год. – максимальна годинна витратастічних вод;
/> кг/год.
Витрата хлору задобу:
/> (6.2)
де Qдоб – добовавитрата стічних вод (Qдоб = 24600 м3/доб);
/> кг/доб.
В хлораторнійтипу 901-3-16/70 передбачено установку (рис.3) з двома хлораторами типуЛОНИИ-100 (рис.4) з наступними характеристиками: продуктивність – 5 кг/год,кількість хлораторів – 2, місткість складу хлору 1,3-8 т, площа хлораторної – 15х6м2.
Установки длязнешкодження рідким хлором проектуються з відбором хлором з стандартнихсталевих балонів.
Кількістьбалонів-випаровувачів для забезпечення отриманої потужності за 1 годину:
/> (6.3)
де Sбал – зйомхлору з одного балону (приймаємо 0,7 кг/год);
/> балонів.
Приймаємо балониоб’ємом 40 л, які містять 50 кг рідкого хлору. Для контролем за витратою хлорупередбачаємо 1 ваги марки РП-500-П3(м), на яких можна розмістити 6 балонів.
За добу будевитрачено 73,8:50 = 1,48 балону. Запасу хлору вистачить на 6:1,48 = 4 доби. Уприміщенні хлораторної розміщаються хлоратори ЛОНИИ-100 і 2 балони з хлором.
З хлораторухлорна вода поступає в змішувач разом із стічною водою.
Цей змішувачскладається із підводящого розтруба, горловини і відводящого розтруба. Боковістінки вертикальні, дно має ухил в сторону руху води. Внаслідок звуженняперетину та різкої зміни ухилу дна в відводящому розтрубі виникає гідравлічнийприток, завдяки якому і протікає інтенсивне змішування хлорної води зі стічноюводою.
/>
1 – ваги; 2 –балони з рідким хлором; 3 – проміжний балон; 4 – хлоратор; 5 – ежектор.
рис.3 – схема хлораторної установки.
/>
1 – запірнийвентиль; 2 – фільтр; 3 – манометр високого тиску; 4 – редуктор; 5 – манометрнизького тиску; 6 – регулюючий вентиль; 7 – ротаметр; 8 – змішувач; 9 –дозуючий бак; 10 – ежектор.
рис.4 – схемахлоратора ЛОНИИ -100.
Приймаємозмішувач типу «лоток Паршаля», основні характеристики якого наступні:пропускна здібність – 7000-32000 м3/доб, ширина горловини – 500 мм,ширина підводящого лотка – B = 600мм, довжина лотка L = 6,1 м,загальна довжина змішувача – L1 = 13,63 м, втрати напору Dh = 0,2 м.
/>
1 – подачахлорної води.
Рис.5 – Змішувачтипу " лоток Паршаля".
6.2 Розрахунок контактного резервуару
Для забезпеченняконтакту хлору з стічною водою запроектуємо контактні резервуари по типугоризонтальних відстійників без скребків з ухилом днища 0,05. В контактнихрезервуарах стічна вода змішується з хлорною водою на протязі 30 хвилин. Прицьому також враховується і той час, впродовж якого вода контактує з хлором, яказнаходиться в каналах, трубах, які відводять її у водойму.
Об’єм контактного резервуару розраховується за формулою:
/> (6.4)
де Т –тривалість контакту хлору з водою, Т = 20 хв.;
/> м3.
Приймаємо 1контактний резервуар.
Довжинаконтактного резервуару при швидкості руху води v= 10 мм/с:
/> м. (6.5)
Площа живогоперетину:
/> м2.(6.6)
При робочійглибині Н = 3 м та ширині секції b= 6 м кількість секцій:
/> секції.
Фактичнатривалість контакту стічної води з хлором в годину максимального притоку:
/> год = 26,4хв.
За визначенимиданими приймаємо контактний резервуар типу 902-1-23-1 з наступними характеристиками:кількість секцій – 2, глибина робочої частини – 3,2 м, ширина однієї секції – 6м, довжина – 18 м, робочий об’єм – 660-1100 м3.