Министерствообразования и науки Украины
Харьковскаянациональная академия городского хозяйства
Кафедраинженерной экологии городов
Курсоваяработа
по теме:«Защита водного объекта от загрязнения промышленными сточными водами»
Выполнила:
студентка 6-го курса
группы ЭООС–1
Титаренко Н.В
Проверил:
Ищенко А.В.
Харьков — 2009
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Характеристикапредприятия
1.1 Водоснабжение итребования к качеству воды
1.2 Канализация ихарактеристика сточных вод
2. Расчёт сброса сточныхвод
2.1 Расход хозяйственно –бытовых и производственных сточных вод
2.2 Находим концентрациюзагрязняющих веществ в смеси производственных и хозяйственно – бытовых сточныхвод
2.3 Расчет кратностиобщего разбавления
2.4 Расчет начальногоразбавления
2.5 Расчет основногоразбавления
2.6 Расчет концентрацииПДС вне черты населенного пункта
3. Схема очистки сточных вод на ЛОС
3.1 Выбор метода очистки сточных вод
4. Механическая очистка сточных вод
4.1 Расчёт усреднителя
4.2 Расчёт решётки
4.3 Расчёт песколовки
4.4 Расчет тонкослойногоотстойника
5. Физико–химическаяочистка сточных вод
5.1 Барботажная установкапенной флотации
6. Биологическая очисткасточных вод
6.1 Аэротенк –вытеснитель без регенераторов
6.2 Расчёт вторичного радиальногоотстойника
7. Физико–химическая очистка сточных вод
7.1 Ионообменная установка
8. Обеззарживание сточных вод
8.1. Расчет хлораторной установки
9. Обращение с осадками
9.1 Песковые площадки
9.2 Иловые площадки
9.3 Шламонакопитель
Сводная таблица
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Обеспечение необходимого санитарного состояния водоёмовявляется важнейшим условием охраны окружающей природной среды.
Производственные сточные воды, подлежащие совместномуотведению и очистки с бытовыми сточными водами населенного пункта не должны
-нарушать работу сетей и сооружений;
-содержать вещества, которые способны засорять трубыканализационной сети или отлагаться на стенках труб;
-оказывать разрушающиеся действия на материал труб и элементысооружений канализации;
-содержать горючие примеси и растворённые вещества, способныеобразовывать взрывоопасные и токсичные газы в канализационных сетях исооружениях;
-содержать вредные вещества в концентрациях нарушающих работуочистных сооружений или препятствующих использованию их в системахводоснабжения или сбросу в водные объекты.
Производственные сточные воды, не отвечающие указаннымтребованиям, должны подвергаться предварительной очистки. Степень ихпредварительной очистки должна быть согласована с организациями проектирующимиочистные сооружения населенного пункта или другого водопользователя.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ФОСФОРИТНОЙМУКИ МЕТОДОМ ФЛОТАЦИИ
Горнохимическое производство. К горнохимическому производствуотносится добыча и обогащение фосфорных руд, а также получение серы.
1.1 Водоснабжение и требования ккачеству воды
На рудниках при открытом способе разработки месторождений дляорошения горной массы отвалов и карьерных дорог используется техническая вода.При подземной разработке месторождений для пылеподавления в забое, в местахскреперования, дробления руды и в перегрузочных узлах используется свежаяпитьевая вода. На поверхности шахт и на промышленных площадках рудников водарасходуется на охлаждение компрессоров, в ремонтно-механических ибурозаправочных мастерских, на питание котельных, мытье автотранспорта, поливзеленых насаждений, а также питьевые и бытовые нужды.
На обогатительных фабриках используется как среда в операцияхизмельчения, классификации, обогащения (промывка, флотация, мокрая магнитнаясепарация и д.р.). Вода расходуется также на приготовление растворов реагентов(собирателей, регуляторов среды, депрессоров, активаторов, коагуляторов ифлокулянтов), на очистку газов в скрубберах, на охлаждение оборудования игидроуборку цехов, а также на бытовые нужды.
Система водоснабжения – оборотная и прямоточная. Используютсяодноконтурные схемы оборотного водоснабжения и схемы с локальным цикломводооборота (более перспективные). Полному обороту воды на обогатительныхфабриках препятствует главным образом большая жесткость стоков, образующихсяпри обезвоживании флотационных концентратов. Такая жесткость обусловленаприменением коагулянтов (железный купорос, хлористый кальций, серная кислота итд.).
1.2 Канализация и характеристикасточных вод
Водоотведение рудников ряда предприятий большеводопотребления, так как при разработке обводных слоев рудных месторожденийводоотлив составляет значительную величину (иногда до 4 м3 на 1 т добытойруды). Карьерные воды загрязнены механическими примесями и нитратнымисоединениями, которые образуются при взрывных работах. Очистка карьерных водосуществляется механическим отстаиванием и хлорированием.
Основным загрязнениями производственных стоков обогатительныхфабрик являются взвешенные вещества, ионы водорастворимых компонентов руды,остаточные концентрации реагентов и продукты реакции последних с отдельнымиминералами. Для очистки производственных стоков обогатительных фабрик отвзвешенных веществ используются хвостохранилища как основные гидротехническиеочистные сооружения. Для очистки сложных по ионному составу стоков сгустителейи фильтратов применяется механо-химическая очистка с применением коагулянтов ифлокулянтов (известь, железный купорос, полиакриламид), иногда целесообразнонаправлять эти стоки в хвостохранилища для улучшения отстаивания взвешенныхвеществ. Стоки сгустителей могут также очищаться совместно с бытовыми сточнымиводами на сооружениях биологической очистки.
Характеристика среднегодового количества выпускаемых вводоемы сточных вод на единицу измерения, м3
Таблица 1.
Наименование и способ
производства
Единица
измерения
Система
водоснабжения Количество производственных сточных вод м3. Количество бытовых сточных вод м3. Производство фосфоритной муки 1 т фосфорит-ной муки Прямоточная и оборотная 1,2 0,1
Характеристика сточных вод, выпускаемых в водоёмы припроизводстве фосфорной муки, приведена в таблице 2.
Характеристика сточных вод, выпускаемых в водоём
Таблица 2.Показатели
Единица
измерения
Сточные воды
до очистки
Сточные воды
после очистки Температура оС 20 20 Взвешенные вещества мг/л 25000 15 Эфирорастворимые мг/л 5 1 рН - 6,5-8 6,5-8 Сухой остаток мг/л 3500 2500 Сl- мг/л 400 400 SO42- мг/л 800 600 ХПК мгО/л 500 130 БПК5 мгО2/л 170 15 Фосфор (в пересчете на Р2О5) мг/л 20 10 Азот общий мг/л 25 5
2. РАСЧЕТ СБРОСА СТОЧНЫХВОД
Вариант 7.
Предприятие: Предприятиепо производству фосфоритной муки
Производительность: 3млн. т. фосмуки/год
Месторасположения: Сумскаяобласть
Задание: Составить и рассчитатьсхему очистных сооружений предприятия.
2.1Расход хозяйственно- бытовых и производственных сточных вод
При необходимости учета сосредоточенных расходов сточных водрасчётные расходы стоков от предприятия определяют:
Qср.сут. />, м3/сут
где: П–производительность3000000 т. фосмуки/год,
qпр. – расходпроизводственных сточных вод подлежащий очистке м3;
qх/б – расход хозяйственно-бытовых сточных вод м3 (колонка 11,12.);
N – количество рабочих дней в году 250.
Qср.сут./>= 20400 м3/сут=0,236 м3/с
1. Класс опасностипредприятия –II.
— СЗЗ – 500 м
— предприятие располагаетсявне черты города.
2. Река Ивотка.
Таблица 3.Площадь водо сбора км2 Период наблюдений Зимний период Период открытия русла наименьший за 30 сут. наименьший за 1 сут наименьший за 30 сут. наименьший за 1 сут. Средний многолетний расход м3/с наименьшая
Средний многолетний
Расход м3/с наименьшая
Средний многолетний
расход м3/с Наименьший расход м3/с
Средний многолетний
расход м3/с
Наименьший расход
м3/с Расход м3/с год Расход м3/с год 760
1950-
1980 0,68 0,004 1954 0,39 н/б 1954 0,32 0,031 0,23 0,016
Средние многолетниевеличины – показатели качества воды реки.
Таблица 4.Река О2
Биогенные
компоненты, мг/дм3 Σі
Жесткость
ммоль/дм3
Окисляемость
мгО/дм3 Цветность
Взв. в-ва.
мг/дм3
БПК5,
мг/дм3 NH4¯ NO3¯ Рмин Fеобщ ПО БО Ивотка 8,5 1,16 0,68 0,033 0,025 2559,3 29,8 6,1 25,9 25 5,6 3,88
Рассчитываем расход реки
Qр = Q K =0,68·1,05=0,714 м3/с
К – переводной коэффициент (95% обеспеченности) табл. 2.18стр 109=1,05;
2.2 Находим концентрациюзагрязняющих веществ в смеси производственных и хозяйственно – бытовых сточныхвод
/>, мг/м3
Ссм – концентрация смешанных сточных вод мг/м3.
Qпр – расход сточных вод от предприятия м3/сут.
Qх/б – расход хозяйственно-бытовых сточных вод от предприятиям3/сут.
Спр – концентрация сточной воды от предприятия мг/м3.
Сх/б – концентрация бытовых сточных вод предприятия мг/м3.
Qпр.=П∙qпр.=3600000
Qх/б.=П∙qпр.=1500000
Взвешенные вещества:
Свзв. в-ва/>=17691,18 мг/м3
Эфирорастворимые:
Сэфир-е/>=3,53 мг/м3
Минерализация:
Сминер./>= 2711,54 мг/м3
Хлориды:
СCl/>=370,59 мг/м3
Сульфаты:
СSO42-./>=594,12 мг/м3
ХПК:
СХПК./>= 426,47 мгО/м3
БПКп:
СБПКп./>= 238,82 мгО2/м3
Фосфор (в пересчете наР2О5):
СФосфор./>=15,04 мг/м3
Азот общий (в пересчетена N-NН4):
СN-NH4./>=17,76 мг/м3
2.3Расчёт кратности общего разбавления
Рассчитываем кратностьразбавления для рассеивающего водовыпуска n по формуле:
N=n0+nн;
2.4Расчёт начального разбавления
Для расчета нампонадобятся следующие данные:
hср=1м (глубина воды в реке);
bср=10м (ширина реки);
nш=0,05 (коэффициент шероховатости, сравнительноразработанное, нормально поросшие травой);
/> (коэффициент извилистости реки,русло прямоточное, широкое);
/> (коэффициент, учитывающий место итип выпуска сточных вод);
L=500 м (расстояние от места выпуска до створа);
Qф=0,714м3/с;
Qст для расчетов принимаем как Qст х/б+ Qст пр. и переводим эту величину из м3/сут в м3/сек;
Qст=0,236 м3/с,
Vф=/>Vф=/>
Vст/>2м/с
Vст/>· Vф/>4·0,0714=0,2856;
Max=2м/с /> Vст = 2м/с
Qр=0,0714 м3/с,
Vф=0,2856 м/с,
Выпуск сосредоточенныйрусловой.
Vст=0,0714·4=0,2856 м/с (Vст≥2 м/с, т.к. есть начальное разбавление), принимаем Vст=2 м/с
Рассчитываем диаметроголовки:
d0=/>d0=/>0,4
Vст=/>
/> />
m=/>m=/>
ð=/>/>
ð=/>= 14,62;/>
d=/>ð; d=/>>1;
(так как d>1, то fсчитаем по следующей формуле:
/>
/>0,285345;
nн=/>ð2/>
nн=/>14,622/>= 16,59
2.5Расчет основного разбавления
R=h=1м(гидравлический радиус для широкого водотока);
/>;
/>
Определяем коэффициентШези по формуле:
/> /> √м/с
Рассчитаем коэффициенттурбулентной диффузии (свойство основного потока) по формуле Караушева:
/> /> м/с
где: g=9,81;
vф — скорость водотока
/> />
ζ – коэффициент,который учитывает место и тип выпуска сточных вод (русловой) ζ=1,5;
φ – коэффициент,который учитывает извилистость реки (прямоточная φ=1);
/> />
L – расстояние от места выпуска дорассматриваемого створа.
Найдем коэффициентразбавления (он изменяется от 0 до 1):
/> />
Найдем кратность основногоразбавления:
n0=/>n0=/>
Рассчитаем кратность общегоразбавления:
nобщ=nн·nо; n=/>
2.6Расчёт концентрации ПДС вне черты населённого пункта
Так как выпускрасполагается вне черты населённого пункта, то нормы качества воды должны соответствоватьрыбохозяйственной категории водопользования. Эти нормы должны соблюдаться вконтрольном створе (ниже по течению 500м от места водовыпуска).
Необходимо оценитьсостояние водного объекта в соответствии с категорией водопользования, то естьопределить наличие резерва ассимилирующей способности (способность водногообъекта принимать дополнительную массу примесей без нарушения норм качестваводы в контрольном створе).
В расчёте могут быть двеситуации: или эта способность есть, или её нет.
РАС – существует, еслиСфi/ПДКi
Для веществ 1-2 классаопасности и единственные в своём ЛПВ.
Для веществ, которыепринадлежат к одному ЛПВ должен выполнятся эффект суммации Σ Сi/ПДКi≤1.
Результаты расчета Сстзаносим в таблицу 5. заполняем графы таблицы ПДК и ЛПВ используя рыб-хоз. илиСанпин, определяем, существует ли РАС.
Рассчитываем Сф веществпо формуле:
Сф=0,7ПДК
Сводная таблица расчётадопустимого сброса в водный объект
Таблица 5.Состав Ед.изм Сф Сст ПДК ЛПВ СПДС РАС Взвешенные в-ва мг/м3 5,6 17691,18 Сф+0,75 ─ 40,69 - Эфирорастворимые мг/м3 0,03 3,53 0,05 р-х 1,42 + Минерализация мг/м3 886,1 2711,54 1000 ─ 6214 + Хлориды мг/м3 126,8 370,59 300 с-т 60 + SO42- мг/м3 54 594,12 100 с – т 80 ─ ХПК мгО/м3 30 426,47 15 ─ 15 ─
БПК5/
БПКп мгО2/м3 6,42
119,41/
238,82 3 ─ 3 ─ Р2О5 мг/м3 2,58 15,04 3,12 т 15,04 - N-NH4 мг/м3 1,4 17,76 2 орг. 17,76 +
Рассчитываем Спдс длякаждого вещества по формуле:
1. Взвешенные вещества:
СПДС=Сф+Δ∙n=5,6+0,75∙46,78=40,69;
2. ХПК:
СПДС=min(ПДКi; Сст)=15
3. БПКп:
СПДС=min(ПДКi; Сст)=3
4. Минерализация
СПДС=min(СПДС; Сст)
СПДС=Сф+(ПДК- Сф)∙n=886,1+(1000-886,1)∙46,78=6214;
СПДС=min(6214; 2711,54);
5. Эфирорастворимые:
СПДС=min(СПДС; Сст)
СПДС=Сф+(ПДК- Сф)∙n=0,03+(0,05-0,03)∙46,78=1,42;
СПДС=min(1,42; 3,53);
6. Фосфор:
СПДС=min(СПДС; Сст)
СПДС=Сф+(ПДК- Сф)∙n=2,58+(3,12-2,58)∙46,78=27,84;
СПДС=min(27,84;15,04);
7. N-NH4:
СПДС=min(СПДС; Сст)
СПДС=Сф+(ПДК- Сф)∙n=1,4+(2-1,4)∙46,78=29,5;
СПДС=min(29,5;17,76 );
Вещества с одинаковым ЛПВРАС”+” “c-т”:
К=Сст/ ПДК
КCl=370,59/300=1,24;
КSO4=594.12/100=5.94;
ΣК=7.18>1;
Кi≥Сф/ПДК;
0,7≤КCl≤1,24 КCl=0,2;
0,7≤КSO4≤4,82 К SO4=0,8;
СПДС=К·ПДК,
СПДССl=0,2·300=60,
СПДСSO4=0,8·100=80
Сравниваем начальную концентрацию загрязняющих веществ всточной воде с концентрациями предельно допустимого сброса.
Таблица 6.Показатели Единица измерения Сточные воды Спдс Требующие удаления. Взвешенные в-ва мг/м3 17691,18 40,685 уд. Эфирорастворимые мг/м3 3,53 1,42 уд. Минерализация мг/м3 2711,54 6214 уд. Хлориды мг/м3 370,59 60 уд. SO42- мг/м3 594,12 80 уд. ХПК мгО/м3 426,47 15 уд.
БПК5/
БПКп мгО2/м3
119,41/
238,82 3 уд. Р2О5 мг/м3 15,04 15,04 -. N-NH4 мг/м3 17,76 17,76 -
3. СХЕМА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА ФОСФОРИТНОЙ МУКИ НАЛОС.
/>/>/>/>/>/>поступление
/>сточных вод
/>
/>/>
/>
Сброс очищенных сточныхвод в водный объект
3.1 ВЫБОР МЕТОДА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Механическая очистка сточных вод.
Усреднитель. Для обеспечения нормальной работы сооружений необходимо усредненияпоступающих сточных вод по концентрации загрязняющих веществ и по расходу воды.
Решётки. Для задержания крупных плавающих отбросов. Наочистных сооружениях устанавливают решётки со стержнями угольной формы,обеспечивающей лучшее задержание и удаление отбросов.
Песколовки. Песколовки устанавливают на очистных сооруженияхдля задержания минеральных частиц крупностью свыше 0,2-0,25 мм.
Первичный тонкослойный двухступенчатый отстойник. Отстаиваниясточных вод широко выделений из них нерастворенных взвешенных грубодисперсныхвеществ. Тонкослойный отстойник принят в качестве I и II ступени механическойочистки сточных вод, содержащие взвешенные вещества. Тип отстойникагоризонтальный. Взаимное движение осветляемой воды и выделяемого осадкаосуществляется по перекрестной схеме, выделенный осадок движетсяперпендикулярно движению сточных вод. Эффект отстаивания взвешенных веществсоставляет 95%, эфирорастворимых — 30%.
Физико-химическая очистка сточных вод.
Флотация – это процессмолекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности разделадвух фаз, обычно газа (чаще воздуха) и воды, обусловленный избытком свободнойэнергии поверхностных пограничных слоев, а также поверхностными явлениямисмачивания.
Процесс очистки сточных вод, содержащих эфирорастворимые,методом флотации заключается в образовании комплексов «частица-пузырек»,всплывании этих комплексов и удалении образовавшегося пенного слоя споверхности, обрабатываемой воды. При оптимальных условиях эффект очистки отэфирорастворимых составляет 80-95%, взвешенных веществ–на 45–55%, БПКп–на50–60%; ХПК–на 55–65%. Обрабатываемая вода при этом насыщается растворённымкислородом.
Биологическая очисткасточных вод.
Аэротенк – вытеснитель безрегенераторов имеет сосредоточенный впуск исходной воды и циркуляционного ила вначале сооружения и отвод иловой смеси в конце его. Повышенная концентрациязагрязнений в начале сооружения обеспечивает увеличение скорости их окисления,что несколько сокращает общий период аэрации. Сооружения этого типа применяютдля очистки производственных сточных вод с БПКП не более 150мг/л.
При биологической очисткесточных вод в аэротенках концентрация азота снижается в среднем на 35 – 50%
Вторичный радиальныйотстойник служит для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку. Вданном случае в качестве вторичного отстойника принимаем радиальный отстойник,так как производительность станции более 20тыс. м3/сут. Эффект очистки отэфирорастворимых составляет 5%, взвешенных веществ–на 40%.
Физико-химическая очистка сточных вод.
Ионообменная установка применена для глубокой очистки сточныхвод от минеральных и органических ионизированных соединений их обессоливание.Сточные воды, содержащие железо, очищается на катионите, а сульфат очищаются наанионите с помощью серной кислоты. Очистку производят с применением ионитов –синтетических ионообменных смол, выпускаемых в виде гранул размером 0,2-2 мм. Сточные воды, содержащие фосфаты, а также сульфаты и хлориды очищаются на ионообменнойустановке. Иониты представляют собой практически нерастворимые в водеполимерные вещества, имеющие подвижный ион (катион или анион) способные вопределенные условия вступать реакции обмена с ионами та гоже знака,находящимися в растворе. При контакте с водой иониты набухают и увеличиваются вобъеме.
Обеззараживаниесточных вод.
Хлорированиеявляется химическим (окислительным) способом обработки сточной воды, получившимв настоящее время широкое распространение. В технологииочистки сточных вод хлорирование применяют для обеззараживания очищенныхсточных вод от патогенных бактерий и вирусов и удаления из cточных вод фенолов, крезолов,цианидов и других веществ, а также для борьбы с биологическими обрастаниями насооружениях.
Обращениес осадками.
Песковыеплощадки. Для обезвоживания песка, поступающего из песколовки, в составеочистных сооружений предусматриваются песковые площадки. Удаляемая воданаправляется в начало очистных сооружений.
Иловые площадкипредназначены для естественного обезвоживания осадков, образующих на очистныхканализационных станциях.
Шламонакопителиустраиваются для осветления шламовых вод и накопления твердых отходов (шламов).Они предусматриваются на 10 – летнее складирование шлама.
4. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
4.1Расчёт усреднителя
Усреднитель применяетсядля усреднения расхода и количества загрязнений сточных вод.
Допускаемая концентрациязагрязнений в усреднённой воде Сдоп=1000г/м3.Проектируем усреднитель с перемешиванием, осуществляемым барботирование водывоздухом.
Данные для проектируемогоусреднитель.
Таблица 7.Часы суток Приток, м3/сут С, г/м3
10-12
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
480
500
600
700
750
500
1000
1550
820
650
800
1200
Из таблицы следует, чтопревышение концентрации загрязнений сверх допустимой наблюдается с 11 до 16.Поэтому период усреднения принимаем равным 6ч.
Объем усреднителяпринимаем:
V=480+500+600+700+750+500=3530 м3
Число типовых секцийразмером 25×11,8×5 м и объёмом 1400 м3 должно быть: n=3530/1400=2,5. принимаем три секции, объём которыхбудет:
V=1400∙3=4200 м3
Пропускная способностькаждой секции:
g=Qмакс/n=750/3=250м3/ч
Скорость продольногодвижения воды в секции
V=250∙1000/11,8∙5∙3600=1,18мм/с=Vдоп=2,5 мм/с
Максимальный отрезок времени,через который следует определить концентрацию загрязнений на выходе изусреднителя, находим по формуле:
∆t=4200/(5∙750)=1,12 час
Усреднитель
4.2Расчет решетки
Решетки применяют длязадержания крупных плавающих отбросов.
Средний секундный расход:
gср=Qср.сут/(24·3600)=20400/(24∙3600)=0,236м3/с
Общий коэффициентнеравномерности водоотведения принимаем Коб.макс.=1,58.
Тогда gмакс= gср· Коб.макс=0,236·1,58=0,37 м3/с
Принимаем глубину воды вкамере решетки h=0,5 м, среднюю скорость воды в прозорах решеткиvр=1 м/с и ширину прозоров между стержнями b=0,016 м, число прозоров решетки находим поформуле:
n/>/>49
Толщину стержней решеткипринимаем: S=0,006 м
Ширину решеток определяемпо формуле:
Bp=S(n-1)+b∙n=0,006∙(49-1)+0,0016∙49=0,234 м
В соответствии свыполнёнными расчетами принимаем горизонтальную решетку МГ 8Т с камерой,имеющей размеры B×H=1400×2000мм, число прозоров 55.
Таблица 8.Марка
Номинальные
размеры канала
В×Н, мм
Ширина канала
в месте установки
решетки А, мм
Число
прозоров
Толщина
стержней,
мм МГ 8Т 1400×2000 1570 55 8
Проверяем скорость воды впрозорах решетки:
vp/>/>0,88 м/сут
v2/>/>0,44/h2 м/сут
ζ реш=β(S/b)4/3∙sinα=2,42∙(0,006/0,016)4/3∙sin90o=0,654
hм= ζ∙Кр∙vр2/2g=0,654∙1∙0,882/2∙9,81=0,026
β=2,42 для прямоугольных стержней.
С учетом принятыхобозначений и условий получаем:
z1=0,1; z2=0; p1/γ=h1=0,5; p2/γ=h2.
С учетом полученныхданных уравнение Бернулли приобретает вид
0,1+0,5+/>=0+h2+/>(0,47/h2)2/2∙9,81+0,654∙1∙/>
0,08=h2+(0,00052/h2)/19,62+0,029
h23-0,6193 h22+0,00027=0
f(h):=h3-0,61932+0,00013
h1=0,5
h2=root(f(n),h)
h2=0,53
В итоге получаем:
h2=1,55 м
Принимаем нормуводоотведения n=200 м3/(чел.сут), определимприведенное число жителей:
сточный водаочистка
Nпр=Qср.сут/n=20400/200∙1000=102000чел
Определим объемулавливаемых загрязнений:
Vсут/>/>0,023 м3/сут
При их плотностиρ=750 км/м3 масса загрязнений составляет:
М=0,023∙0,75=0,018т в 1 сут.
4.3Расчёт песколовки
Песколовки применяют длязадержания минеральных частиц крупностью свыше 0,2-0,25 мм. Принимаемтангенсальную песколовку.
Средний секундный расходна очистную станцию составит:
gср=Qср.сут/(24∙3600)=20400/(24∙3600)=0,236 м3/с
Общий коэффициентнеравномерности Коб.макс=1,6.
Следовательно,максимальный часовой расход будет:
gч=0,236∙3600∙1,6=1359,36м3/час.
Принимаем для отделенияпесколовки, а нагрузку на 1 м2 площади go=110 м3/м2 в 1 ч. Площадь каждого отделения тангенциальнойпесколовки вычисляем по формуле:
F=1359,36/2∙110=6,18 м2
Диаметр каждого отделениядолжен быть
/>/>2,8≈3 м
Глубину песколовкипринимаем равной половины диаметра, т.е. h1=1,5 м.
Для накопления осадкаслужит конусное основание песколовки. Высота его
/>=2,6 м.
Объем конусной части
Vкон=/>/>=15,92 м3
При норме водоотведения n=150 л/(чел.-сут) приведенное числожителей
Nпр=/>=/>=85000 чел.
Объем улавливаемогоосадка за сутки будет:
V=/>=/>=1,7 м3
Заполнение конусной частипесколовки осадком будет происходить за период:
t=/>=/>=9 сут.
Осадок целесообразновыгружать эрлифтом 1 раз в сутки.
Эффект очистки отвзвешенных веществ 5-10%
Взвешенные вещества:
17691,18 мг/м3––100%
x мг/м3––10%
x=/>=1769,12 мг/м3
Свзв. в=17691,18-1769,12 =15922,06мг/м3
Песок с песколовокнаправляется на песковые площадки.
4.4Расчет тонкослойного отстойника
В тонкослойныхотстойниках отстойная зона делится на ряд слоев небольшой глубины.
Расход сточных вод 850 м3/ч. Исходная концентрация тяжёлыхмеханических примесей – 4776,62мг/м3. Допустимаяконцентрация механических примесей в очищенной воде – 238,89 мг/м3, эфирорастворимых – 2,47 мг/м3. По данным технологических анализовводы, установлено, что для достижения заданного эффекта осветления воды высоте столбаводы h=0,2 м и t=10 ºС продолжительность осветления должна составлять 500 с.
Проектируем отстойники сперекрестной схемой. Принимаем расстояние между пластинами (высоту яруса) hяр=0,1 м [3]. Для обеспечения условийсползания осадка по пластинам, угол наклона пластин к горизонту α=60 ºС, в качестве материала пластин поимеющимся возможностям будет использована листовая сталь δ=3 мм.
Расчетная глубина будет
h=/>=/>=0,2 м,
а гидравлическаякрупность
u0=/>=/>=0,4 мм/с
с [3]. Для тонкослойных отстойников сперекрестной схемой κ=0,8 [3].
Проверим условияобеспечения ламинарного движения в межполочном пространстве:
Rе=/>458 ≤500.
Ламинарное движение водыобеспечивается.
Длину тонкослойных блоковопределяем по формуле:
lб=/>3,75 м.
Из условия допустимогопрогиба (∆δ=3-5 мм) наклонённой под углом 60о пластины принимаем ширину блока bl=0,75 м. Задаёмся высотой блока спараллельными пластинами Нbi=1,5м.
По формуле (35) [3]определяем производительность одной секции тонкослойного отстойника
qset=/>/>=54 м3/ч.
Строительная ширинасекции отстойника рассчитывается по формуле
Встр=2·b+b1+2·b2=2·0,75+0,2+2·0,05=1,8;
Нстр=1,5+0,3+0,2=2,3 м.
Общая строительная длинасекции Lстр по формуле
Lстр=lб+l1+l2+2·l3+l4= 3,75+1+0,2+2·0,2+0,2=5,55м.
где l1=1 м; l2=0,2 м; l3=0,2 м; l4=0,2 м – размеры отстойника, принятые поконструктивным и технологическим соображениям (камера предварительногоосветления воды длиной l1 предназначена для выделения из сточных вод крупныхвключений).
Определяем часовой расходсточных вод с учетом коэффициента часовой неравномерности
qw=(20400·1,1)/16=1402,5м3/ч
Исходя из общегоколичества сточных вод определяется количество секции тонкослойного отстойника
N=1402,5/54=26 секций
Количество выделяемогоосадка влажностью W=96 % определяется по формуле (37) п. 6.65 [3]
Qmud=/>=/>=12,9 м3/ч.
Далее принимаем метод удаления осадкаиз отстойника. В данном случае, так как тонкослойный отстойник рекомендуетсярасполагать над поверхностью земли, целесообразно принять многобункерную конструкциюотстойника с удалением осадка под гидростатическим напором.
Принимаем 3 отстойника: 2 рабочих, 1резервный.
I ступень очистки: ПослеII ступени:
Взвешенные вещества: Взвешенныевещества:
15922,06 мг/м3––100% 796,1мг/м3––100%
x мг/м3––95% x мг/м3––95%
x=/>=15125,96 мг/м3 x=/>=756,3 мг/м3
Свзв. в=15922,06-15125,96=796,1мг/м3 Свзв. в=796,1-756,3=39,8 мг/м3
Эфирорастворимые: Эфирорастворимые:
3,53 мг/м3––100% 2,47мг/м3––100%
x мг/м3––30% x мг/м3––30%
x=/>=1,06 мг/м3 x=/>=0,74 мг/м3
Сэфирораств.=3,53-1,06=2,47мг/м3 Сэфирораств.=2,47-0,74=1,73 мг/м3
5. ФИЗИКО – ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
5.1 Барботажная установка пеннойфлотации
Флотация – это процессмолекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности разделадвух фаз, обычно газа (чаще воздуха) и воды, обусловленный избытком свободнойэнергии поверхностных пограничных слоев, а также поверхностными явлениямисмачивания.
Процесс очистки сточныхвод, содержащих эфирорастворимые методом флотации заключается в образованиикомплексов «частица-пузырек», всплывании этих комплексов и удаленииобразовавшегося пенного слоя с поверхности обрабатываемой воды. При оптимальныхусловиях эффект очистки достигает 85-95%.
Принимается для расчетовпневматическая флотационная установка.
Время флотациипринимается />мин;коэффициент аэрации Каэр= 0,25.
- определениеобъема флотатора:
/>м3
- площадьфлотатора:
/>,
где Нф – рабочая глубинафлотатора, принимается равной 3 м [4].
/>м2
- расчет требуемогорасхода воздуха:
При интенсивности аэрацииI=20 м3/(м2×ч):
/>м3/ч
Принимается два флотаторашириной Вф=3м и длиной lф=7,5 м каждый.
По дну флотаторов поперексекций располагаются воздухораспределительные трубы на расстоянии lтр=0,25 м друг от друга; общее число труб вкаждом флотаторе:
/>
При скорости выхода струиводы из сопл Uc=100м/с, диаметре отверстия сопла dc=1мм,т.е. площади отверстия каждого сопла fc=0,000000785 м2,определяется общее число сопл nc:
/>
Число сопл на каждойвоздухораспределительной трубе nc’, ирасстояние между ними lсопределяется по формулам:
/>
/>м
Рабочее давление передсоплами принимается равным 0,5МПа.
Эфирорастворимые: БПКп:
1,73 мг/м3––100% 238,82 мг/м3––100%
x мг/м3––95% x мгО2/м3––60%
x=/>=1,64 мг/м3 x=/>=143,29 мгО2/м3
Сэф-е=1,73-1,64=0,09 мг/м3СБПК=238,82-143,29=95,53 мгО2/м3
Взвешенные вещества: ХПК:
39,8 мг/м3––100% 426,47 мг/м3––100%
x мг/м3––55% x мгО/м3––65%
x=/>=21,89 мг/м3 x=/>=277,21 мгО/м3
Свзв. в=39,8-21,89=17,91мг/м3 СХПК=426,47-277,21=149,26 мгО/м3
Основные параметры типовых флотаторов
Таблица 9.Сооружения Пропускная способность, л/с Глубина подводящего коллектора, м Размер в плане, м Расчетный объем, м3
Флотаторы – железобетонная емкость.
Основное оборудование: механизм сгребания пены, вращающийся водораспределитель 900 м3/ч 3 7,5 2500
6. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
6.1 Аэротенк– вытеснитель без регенераторов
Биологическая очисткасточных вод в аэротенках происходит в результате жизнедеятельностимикроорганизмов активного ила. Сточные воды непрерывно перемешиваются иаэрируются до насыщения кислородом. Активный ил представляет собой суспензиюмикроорганизмов, способную к флокуляции.
При биологической очисткисточных вод протекают 2 процесса – сорбция загрязнений активным илом и ихвнутриклеточное окисление микроорганизмами.
Аэротенк – вытеснительимеет сосредоточенный впуск исходной воды и циркуляционного ила в началесооружения и отвод иловой смеси в конце его. Повышенная концентрациязагрязнений в начале сооружения обеспечивает увеличение скорости их окисления,что несколько сокращает общий период аэрации. Сооружения этого типа применяютдля очистки производственных сточных вод с БПКП не более 150мг/л. Qрасч=1000м3/ч.
Определим степеньрециркуляции активного ила по формуле:
/>,
где: J – иловый индекс, равный 100 см3/г, после аэротенков –вытеснителей принимаем отстойники с илососами; тогда в соответствии с [6]принимаем Ri= 0,3.
Найдем период аэрации tavt, ч формула
/>
КР – коэффициент,учитывающий влияние продольного перемешивания, КР=1,5 при биологической очисткедо Len=15мг/л;
LMix – БПКП, определяемая с учетомразбавления рециркуляционным расходом:
/>мг/м3 ,
где Len =95,53 мг/л, концентрация БПКП впоступающей сточной воде в аэротенк;
Lex =3 мг/л, концентрация БПКП вочищенной воде из аэротенка;
Ri — степень рециркуляции активного ила;
rMAX — максимальная скорость окислениямг/(г ч), по таблице, rMAX =140 мгБПК/(гч);
CO – концентрация растворенногокислорода, мг/л, CO=2мг/м3;
KL – константа, характеризующаясвойства органических загрязняющих веществ, мгБПКП/л, принимаемая по таблице, KL=6 мгБПКП/м3;
КО – константа,характеризующая влияние кислорода мгО2/л, принимаемая по таблице, КО=2,4 мгО2/м3;
j — коэффициент ингибированияпродуктами распада активного ила, принимаемая по таблице, j=1,11 м3/г;
S – зольность ила, принимаемая потаблице, S=0.
/> ч
Объем аэротенка находим по формуле
/> м3.
Нагрузка на 1г беззольного вещества ила в сутки:
/> мг/сут
По таблице находим Ji =78 см3/г, приполученном значении qi. При новомзначении Ji степень рециркуляции
/>
но при наших расчетах для обеспечения эффективной работыотстойников было принято Ri=0,3, и, следовательно, дальнейший расчётв корректировке не нуждается.
Аэротенки – вытеснители подбираем по таблице 3.7. Принимаем 2секции двухкоридорных аэротенков (типовой проект 902-2-195).
Основные параметры типовых аэротенков-вытеснителей конструкцииЦНИИЭП инженерного оборудования [4].
Таблица 10.Номер типового проекта 902-2-195 Ширина каждого коридора, м 4,5 Объём одной секции составляет, м3 1188 Общий объём составляет, м3 2376 Длина одной секции, м 40 Рабочая глубина, м 3,2 Число коридоров каждом 2
6.2Расчет вторичного радиального отстойника
Вторичный отстойникслужит для осветления сточных вод, прошедших биологическую илифизико-химическую очистку. В данном случае в качестве вторичного отстойникапринимаем радиальный отстойник, так как производительность станции более 20тис.м3/сут.
Расход сточных вод Qср.сут=20400 м3/сут.
В соответствии с расчётомтребуемой очистки сточных вод вынос взвешенных веществ из вторичных отстойниковдолжен быть не более αt=15мг/л
qср.с=Qср.сут/86400=20400/86400=0,236 м3/с
Общий коэффициентнеравномерности Коб.макс=1,485. Максимальный часовой расход воды
qмакс.ч= Qср.сут∙Коб.макс/24=20400∙1,485/24=1262,25 м3/ч
Вторичные отстойники всехвидов после аэротенков надлежит рассчитать по гидравлической нагрузки qssa, м3/(м2∙ч), с учетомконцентрации активного ила в аэротенки аi, г/л, его индекса Ii, см3/г, и концентрация ила в осветленной воде at, мг/л, по формуле (67) СНиП 2.04.03-85.
/>1,9 м3/(м2∙ч),
где Kss — коэффициент использование объёмазоны отстойника, для вертикальных отстойников равный 0,45.
at-концентрация активного ила восветлённой воде, мг/л не менее 10 мг/л,
аt- концентрация активного ила в аэротенке не более 15 г/л, аi=2 г/л,
Hset-глубина проточной части 2,7-3,8м Hset=3,1м, Ii=80см3/г.
Площадь одной секции приобщем их количестве n=4
F= qмакс.ч/(n∙q)=1262,25/4∙1,9=166,09 м2
Диаметр секции
D=/>=14,5 м;
Основные параметры типового вторичного отстойника.
Таблица 11.Номер типового проекта Отстойник
Диаметр,
м Глубина м. Объём зоны, м3 Пропускная способность, м3/ч, при времени отстаивания 1,5 ч отстойной осадка 525 902-2-87/76 Вторичный 18 3,7 788 160
Принимаем 4 отстойника: 3рабочих, 1 резервный.
Очистка сточных вод послеаэротенков:
БПКполн после очисткисоставит 3 мг/м3
ХПК после очисткисоставит 3 мг/м3
Эфирорастворимые:
0,09 мг/м3––100%
x мг/м3––5%
x=/>=0,005 мг/м3
Сэф-е=0,09-0,004=0,086 мг/м3
Взвешенные вещества:
17,91 мг/м3––100%
x мг/м3––40%
x=/>=7,16 мг/м3
Свзв. в=17,91-7,16=10,75мг/м3
N-NH4:
17,76 мг/м3––100%
x мг/м3––40%
x=/>=7,04 мг/м3
СN-NH4=17,76-7,04=10,72мг/м3
7. ФИЗИКО–ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
7.1 Ионообменная установка
Qcp.cут=20400м3/сут=850 м3/ч
Показатели смеси сточных вод, поступающих на ионообменнуюустановку.
Таблица 12.Ингредиенты Концентрация мг/м3 мг-экв/л Катионы: 12,54 0,09 Р2О5 Сумма катионов 12,54 0,09 Анионы: 310,59 8,76 Сl- SO42- 514,12 5,36 Сумма анионов 824,71 14,12
В состав установки входят: Н-катионитовые фильтры,ОН-анионитовые фильтры, узел приготовления регенерирующих растворов, ёмкостидля сбора обессоленной воды, элюатов от регенерации ионитов и промывочных вод,узел обезвреживания элюатов.
1. Н-катионитовые фильтры.
Используем катионит КУ-2-8.[2,3]
Объём катионита рассчитывается по формуле:
/>
где: qw-расходобрабатываемой воды, м3/ч;
∑U-суммарная концентрация извлекаемых ионов, мг-экв/л
nreg-число регенераций в сутки (1 раз в 7 суток);
Ewc-рабочая ёмкость ионита, г-экв на 1м3 ионита
/>
здесь α-коэффициент эффективности регенерации, принимаем0,8
Egen-полная обменная ёмкость ионита, для КУ-2=800г·экв/м3
qk — удельный расход воды на отмывку ионита после регенерации,принимаем 4
kion- коэффициент, учитывающий тип ионита, для катионитапринимается 0,5
Площадь катионитовых фильтров определяется по формуле:
/>
Нк — высота слоя катионита в фильтре, принимаем 2,5 м
Предлагается к установке 1 рабочий и 1 резервный фильтрдиаметром 3,4 м и сечением 9,1 м2 каждый. Высота слоя ионита 2,5 м, объём загрузки ионита 22,75 м3. Марка фильтра ФИПа-1-3, 4-6.
Скорость фильтрования воды через катионитовые фильтры:
/>
Длительность рабочего цикла фильтра может быть рассчитана поформуле:
/>
Регенерация катионитовых фильтров производится 7-10% раствором соляной кислоты в количестве 3г-экв на 1г-экв сорбированных катионов.
Расход реагента на регенерацию одного фильтра в одном циклеопределяется по формуле:
/>
qr- удельный расход кислоты, принимаем 3м на 1м3 загрузкифильтра;
N-эквивалентный вес кислоты;
m-содержание чистой кислоты в товарном продукте, %;
Расход воды на регенерацию катионитовых фильтров:
-на взрыхление смолы при интенсивности 3 л/(с·м2) в течение 20 мин.:
9,1·3·60·20·0,001=32,76 м3
-на приготовление 10% соляной кислоты: 5141·31/10·1000=15,9 м3
-на послерегенерационную отмывку-3-4 объёма на 1объём ионита, т.е.
22,75·3,5=79,6 м3
Общий объём воды на 1 фильтр в цикле 128,16 м3, средний часовой расход 128,26/8,4=15,3 м3/ч
2. ОН — анионитовые фильтры
Для очистки анионов остатка сульфата анионирования применяемслабоосновный анионит АН-18.[2,3].
На анионитовые фильтры поступает Н-катионированная вода ссодержанием аниона сульфата 1,979мг-экв/л
Объём анионита определяется по формуле :
/> м3
Рабочая ёмкость анионита рассчитывается по формуле, гдеα для слабоосновных анионитов=0,9; Egen=1000 (для АН-18); qan=3м3 на 1 м3 ионита; kion=0,8
/>
Регенерации анионитовых фильтров принимается 1 раз в 2суток.
Площадь фильтрации определяем по формуле:
/>
где tf — продолжительностьработы каждого фильтра, ч, между регенерациями, определяемая по формуле:
/>
где t1-продолжительностьвзрыхления анионита, принимаем 0,25ч;
t2-продолжительность пропускания регенерирующего раствора, принимаем2,5ч;
t3-пролжительность отмывки анионита после регенерации,принимаем 5ч.
νf-скоростьфильтрования воды, м/ч, принимаем 15.
Принимаем 1рабочий и 1 резервный анионит с диаметром 3,4 м сечением 9,1 м2; объём загрузки -/>22,75 м3; высота загрузки 2,5м.
Регенерации анионитовых фильтров принимается 8 раз в сутки.
Регенерация анионита производится 4% раствором гидроксиданатрия в количестве 2,5г·экв.на 1 г·экв. рабочейобменной ёмкости анионита.
Расход 100% гидроксида натрия рассчитывается по формуле:
/>
Расход воды на регенерацию анионитовых фильтров:
-на взрыхление смолы при интенсивности 3л/(с·м2) в течение 20мин.:
9,1·3·60·20·0,001=32,76 м3
-на приготовление 4%раствора гидроксида натрия: 2275/40=56,88 м3
-на послерегенерационную отмывку фильтра: 22,75·5=113,75 м3
Общий расход воды на регенерацию: 203,39 м3,
продолжительность регенерации: 56,88/25·1,5=1,52 ч,
продолжительность отмывки: 113,75/25·5=0,91 ч.
Часовой расход на регенерацию составит: 203,39/11=18,49 м3/ч
8. ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕСТОЧНЫХ ВОД
8.1 Расчет хлораторной установки
Хлорированиеявляется химическим способом обработки сточной воды. В технологии очистки сточных вод хлорирование применяют дляобеззараживания очищенных сточных вод от патогенных бактерий и вирусов и удаленияиз cточных вод фенолов, крезолов,цианидов и других веществ, а также для борьбы с биологическими обрастаниями насооружениях.
Дляхлорирования сточных вод используется главным образом элементарный хлор.
Среднийсекундный расход воды на очистную станцию
qср=Qср.сут/(24·3600)=20400/86400=0,236м3/с.
Общийкоэффициент неравномерности Коб.макс=1,57 [6].Тогда максимальный часовой расход
Qмакс.ч.=Qср.сут·Коб.макс/24=20400·1,57/24=1335 м3/ч
Принимаемдозу хлора для дезинфекции вод Дхл=3 г/м3. расходхлора за 1 ч при максимальном расходе
qхл=Дхл·Qмакс.ч./1000=3·1335/1000=4,01 кг/ч.
Расходхлора в сутки
q´хл=Дхл·Qср.сут/1000=3·20400/1000=61,2 кг/сут
Вхлораторной предусматривается установка двух хлораторов ЛОНИИ-100К. одинхлоратор рабочий, а другой резервны.
Определим,сколько баллонов – испарителей необходимо иметь для обеспечения полученнойпроизводительности в 1 ч:
nбал=qхл/Sбал=4,01/0,7=6,
где: Sбал=0,7 кг/ч – выход из одного баллона.
принимаембаллоны вместимостью 40 л, содержащие 50 кг жидкого хлора.
Проектомпредусматриваются две самостоятельные установки для испарения хлора из баллонови его дозирования. Одна из них является резервной.
Всоответствии с действующими нормами [6] для размещения оборудования и хлора вбаллонах предусматривается строительство здания, состоящего из двух помещений:хлораторной и расходного склада хлора. Хлордозаторная оборудуется двумявыходами: один через тамбур и второй – непосредственно наружу (со всемидверями, открывающимися наружу). Расходный склад хлора изолируют отхлордозаторной огнестойкой стеной без проемов.
Баллоны– испарители хранятся в расходном складе хлора. Для контроля за расходованиемхлора на складе устанавливают двое циферблатных весов марки РП-500-Г13 (м) [2],на которых размещается по шесть баллонов. Каждые весы с баллонами являютсячастью самостоятельных установок для испарения и дозирования хлора, работающихпериодически.
Всегоза 1 сут будет использоваться 60:50=1,2 баллона.Таким образом, в момент начала работы установки, когда на весах будетустановлено 12 баллонов, запас хлора будет достаточен для работы в течение 12:1,2=10 сут. При выработке газа из шестибаллонов на одних весах запас хлора будет достаточен для работы в течение 6:1,2=5 сут.
Вхлордозаторной помещаем два хлоратора ЛОНИИИ-100К и два баллона (грязевика)вместимостью 50 л. Каждый хлоратор, баллон (грязевик) и одни весы с баллонами –испарителями, расположенные на расходном складе, образуют самостоятельнуютехнологическую схему для испарения и дозирования хлора, работающуюпериодически.
Хлордозаторнаяобеспечивается подводом воды питьевого качества с давлением не менее 0,4 МПа ирасходом
Q=qхл·qв=4,01·0,4=1,6 м3/ч,
где: qв=0,4 м3/кг – норма водопотребления, м3 на 1 кг хлора.
Хлорнаявода для дезинфекции сточной воды подается перед смесителем. Принимаемсмеситель типа «лоток Паршаля» с горловиной шириной 300 мм.
Смесители применяются для смешения сточных вод с реагентамисточных вод перед последующей обработкой.
Смеситель типа лотка Паршаля состоит из подводящего раструба,горловины и отводящего раструба. В результате сужения сечения и резкогоизменения уклона дна в отводящем раструбе образуется гидравлический прыжок, вкотором происходит интенсивное перемешивание потока.
Размеры смесителя типа лотка Паршаля (типовой проект), м
Таблица 13Пропускная способность, м3/сут А В С D Е НА Н' Н L l¢ l l¢¢ b 7000 — 32000 1,475 0,6 0,8 1,08 1,45 0,65 0,6 0,66 6,1 7,4 11 13,63 0,5
Смеситель типа «лоток Паршаля»
/>
Рисунок 9
1 – подводящий лоток;
2 – переход;
3 – трубопровод воды с реагентом;
4 – подводящий раструб;
5 – горловина;
6 – отводящий раструб;
7 – отводящий лоток;
8 – створ полного смешения.
Количество принятых смесителей 2. Один рабочий одинрезервный.
Дляобеспечения контакта хлора со сточной водой запроектируем контактные резервуарыпо типу горизонтальных отстойников.
Объемрезервуаров
Vк.р.=Qмакс.ч.·Т/60=1335·30/60=668 м3,
где Т=30 мин – продолжительность контакта хлорасо сточной водой [6].
Прискорости движения сточных вод в контактных резервуарах υ=10 мм/м [6] длинарезервуара
L=υ·Т=10·30·60/1000=18м.
Площадьпоперечного сечения
ω=Vк.р./L=668/18=37,1 м2.
Приглубине Н=2,8 м и ширине каждой секции b=6 м число секций
n=ω/(b·Н)=37,1/6·2,8)=2,21.
Фактическаяпродолжительность контакта воды с хлором в час максимального притока воды
Т=Vк.р./ Qмакс.ч.=n·b·Н·L/ Qмакс.ч.=2·6·2,8·18/1335=0,45=27 мин.
Сучетом времени движения воды в отводящих лотках фактическая продолжительностьконтакта воды с хлором составит около 30 мин.
Принимаемконтактные резервуары, разработанные ЦНИИЭП инженерного оборудования. Они имеютребристое днище, в лотках которого расположены смывные трубопроводы снасадками, а по продольным стенам смонтированы аэраторы и перфорированныетрубы. Осадок удаляют один раз в 5-7 сут. При отключении секции осадоквзмучивается технической водой, поступающей из насадков, и возвращается вначало очистных сооружений. Для поддержания осадка во взвешенном состояниисмесь в резервуаре аэрируют.
Хлораторнаяустановка с баллонами.
/>
Рисунок10
1 –весы;
2 –баллоны с жидким хлором;
3 –промежуточный баллон;
4 –хлоратор;
5 –эжектор.
9. ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ
9.1 Песковые площадки
Удаление задержанного песка из песколовок всех типов следуетпредусматривать:
вручную – при объеме его до 0,1 м3/сут;
механическим или гидромеханическим способом странспортированием песка к приямки последующим отводом за пределы песколовокгидроэлеваторами, песковыми насосами и другими способами – при объеме его свыше0,1 м3/сут.
Расход производственной воды qh, при гидромеханическом удалении песка (гидросмывом с помощьютрубопровода со спрысками, укладываемого в песковой лоток) необходимоопределять по формуле:
qh=vh∙lsc∙bsc,
где vh –восходящая скорость смывной воды в лотке, принимаемая равной 0,0065 м/с;
lsc – длина пескового лотка, равная длины песковогоприямка, м;
bsc – ширина пескового лотка, равная 0,5 м.
Количество песка, задерживаемого в песколовках, для бытовыхсточных вод надлежит принимать 0,02 л/чел∙сут, влажности песка 60%,объёмный вес 1,5 т/м3.
Объём пескового приемка следует принимать не болеедвухсуточного объема выпадающего песка, угол наклона стенок приямка к горизонту– не менее60°.
Для подсушивания песка, поступающего из песколовок,необходимо предусматривать площадки с ограждающими валиками высотой 1-2 м. нагрузку на площадку надлежит предусматривать не более 3 м3/м2 в год при условии периодическоговывоза подсушенного песка в течении года. Допускается применять накопители сослоем напуска песка до 3 м в год. Удаляемую с песковых площадок воду необходимонаправлять в начало очистных сооружений.
Для съезда автотранспорта на песковые площадки надлежитустраивать пандус уклоном 0,12-0,2.
Для отмывки и обезвоживания песка допускается предусматриватьустройство бункеров, приспособленных для последующей погрузки песка в мобильныйтранспорт. Вместимость бункеров должна рассчитываться на 1,5-5-суточноехранение песка. Для повышения эффективности отмывки песка следует применятьбункера в сочетании с напорными гидроциклонами диаметром 300 мм и напором пульпы перед гидроциклоном 0,2 МПа (2 кг/см2). Дренажная вода из песковых бункеровдолжна возвращаться в канал перед песколовками.
В зависимости от климатических условий бункер следуетразмещать в отапливаемом здании или предусматривать его обогрев.
9.2Иловые площадки на естественном основании
Иловые площадки (ИП) предназначеныдля естественного обезвоживания осадков, образующихся на очистныхканализационных станциях. Несмотря на внедрение механических, тепловых и другихспособов оброботки осадков, ИП различных типов и модификаций широко применяетсяи в нашей стране, и за рубежом как в качестве основных сооружений для подсушкиосадков, так и в качестве резервных площадок при применении искусственныхметодов обезвоживания.
Технология подсушки осадка на ИП разделяется на два этапа: удаление иловой воды, способнойфильтроваться через основание карт или отстаиваться; естественное подсыхание осадка в результате испарения.
Осадок, какправило, подсушивается до влажности не более 70-80%. Дальнейшее его хранение наИП нецелесообразно, так как при этом происходит дображивание осадка иувеличение его зольности. Дальнейшее его использование для сельского хозяйствав качестве удобрений, т.к. этот осадок состоит из органических веществ. Вода сИП, которая отстаивается и через сборной колодец подается в голову сооружения.
Техническая характеристика ИП
Таблица 14Число карт 4 Рабочая глубина(высота напуска осадка), м 0,7 – 1 Высота оградительных валиков на 0,3 м выше расчетной h выпуска осадка
Ширина оградительных валиков, м:
-по верху
-при использовании механизмов для их ремонта
не менее 0,7
1,8 – 2 Уклон разводящих труб или лотков По расчету, но не менее 0,01
Иловая площадка
/>
Рисунок 11
1 — кювет оградительнойканавы;
2 – дорога;
3 — сливной лоток;
4 — бруски поддерживающиеразводящий лоток;
5 — разводящий лоток;
6 — дренажный колодец;
7 — сборная дренажнаятруба;
8 — дренажный слой.
9.3 Шламонакопители
Шламонакопители устраиваются для осветления шламовых вод и накопления твёрдых отходов(шламов) от металлургических заводов, рудопромывочных фабрик, системыгазоочистки доменных цехов, котельных установок, углемоек, водоочистных станцийи очистных сооружений.
Шламонакопители (земляные) предусматриваются на 10 – летнеескладирование шлама. Днища и боковые откосы шламонакопителей во избежаниезагрязнения грунтовых вод необходимо гидроизолировать. Число секций шламонакопителейдолжно быть не менее двух. Заполнение секций попеременное из расчётаотстаивания шлама не менее 3 мес. Последующая подача шлама в секциюосуществляется после откачки из верхней её части выделившейся воды, котораявозвращается на очистные сооружения. Шлам направляется на полигон ТБО