Очистные сооружения города. Очистные сооружения систем водоотведения населенного пункта

• Название: Очистные сооружения систем водоотведения населенного пункта
• Анкор: Очистные сооружения города
• Дата: 21.05.2021
• Размер: 0.6 Mb.
• Имя файла: KURSOVOJ_PROEKT.docx
• Тип: Пояснительная записка; #207860
• страница: 5 из 7

9.Расчёт сооружений биологической очистки.

9.1 Расчёт аэротенков.

При полной биологической очистки стоков и БПК_полн поступающей в аэротенк воды >150 мг/л, а также при наличии в воде вредных примесей проектируются аэротенки с регенерацией активного ила.

Расчёт ёмкости аэротенков производится по среднечасовому поступлению воды за период аэрации в часы максимального притока.

Принимаем:

• 
  дозу ила в аэротенке а_i=3 г/л
  
• 
  коэффициент К_р=1,5 при очистке до L_ex=15 мг/л
  
• 
  иловый индекс I_i=75 см³/г
  
• 
  концентрацию растворенного кислорода С_о=2 мг/л
  

9.1.1 Степень рециркуляции ила по формуле (52) [1]:

R_i=a_i/(1000/I_i-a_i)=3/(1000/(75-3))=0,22

9.1.2 Дозу ила в регенераторе по формуле (55) [1]:

a_r=a_i*(1/2R_i+1)=3*(1/(2*0,22)+1)=9,81 г/л

9.1.3Удельная скорость окисления загрязнений по формуле (49) [1] при дозе ила в регенераторе а_r:

=(_max*L_ex*C_o/(L_ex*C_o+K_l*C_o+K_o*L_ex))*1/(1+*a_r), мг/(г*ч)
где: C_o – концентрация растворённого кислорода, мг/л;

для городских сточных вод принимаем по таб. 1.5 [6]:

_max=85 мг/(г*ч)

К_l=33 мг/л

К_о=0,625 мгО₂/л

=0,07 л/г
=(85*15*2/(15*2+33*2+0,625*15))*1/(1+0,07*9,81))=14,35 мг/(г*ч)

9.1.4 Продолжительность окисления загрязнений определяется по формуле (54) [1]

t_o=(L_en-L_ex)/(R_i*a_r*(1-s)*)

t_o =(216,28-15)/(0,28*9,81*(1-0,3)*14,35)=7,29 ч
где: s – зольность ила; для городских сточных вод s=0,3.

9.1.5 Продолжительность пребывания воды в аэротенке определяется по фосмуле (56) [1]:

t_at=(2,5/a_i)*lg(L_en/L_ex)=(2,5/3)*lg(216,28/15)=1,7 ч

9.1.6Продолжительность регенерации ила определяется по формуле (57) [1]:

t_r=t_o-t_at=7,29-1,7=5,59 ч

9.1.7Расчётная продолжительность обработки воды:

t_a-r=t_at*(1+R_i)+t_r*R_i=2*(1+0,22)+5,59*0,22=3,67 ч

Принимаем 4 часов

9.1.8Расчётный расход

Среднечасовой приток за время обработки воды (4 ч) в часы максимального расхода с 6 до 10 ч составит:
Q_ср=(5,9+5,8+6,4+6,1)/4=6,075%Q_сут
Расчётный расход составит:
q_w=0,06075*43000=2612,25 м³/ч

9.1.9 Вместимость аэротенка определяется по формуле (58) [1]:

W_at=t_at*(1+R_i)*q_w=2*(1+0,22)*2612,25=6373,89 м³

9.1.10Вместимость регенератора определяется по формуле (59) [1]:

W_r=t_r*R_i*q_w=5,59*0,22*2612,25=3212,55 м³

9.1.11Средняя доза ила в системе аэротенк-регенератор составит:

a_{i ср}=(a_i*W_at+a_r*W_r)/(W_at+W_r)=

=(3*6373,89+9,81*3212,55)/(6373,89+3212,55)=5,28 г/л

9.1.12Нагрузка на 1 г беззольного вещества ила определяется по ф. (53) [1]:

q_i=24*(L_en-L_ex)/(a_{i ср}*(1-0,3)*t_a-r)=

=24*(216,28-15)/(5,28*0,7*3,67)=361,61 мг/(г*сут)

По таблице 1.1 для городских сточных вод при q_i=305,8 величина илового индекса 70,6 см3/г , что значительно отличается от принятой величины 95 см³/г.

Величина рецеркуляции

9.1.13 Уточняем величину илового индекса.

По таблице 1.1 [6] для городских сточных вод при q_i=361,61 мг/(г*сут) величина илового индекса составляет I_i=76,12 см³/г что незначительно отличается от принятой величины 75 см³/г.

Степень рециркуляции ила

R_i=a_i/(1000/I_i-a_i)=3/(1000/(76,12-3))=0,22

9.1.13 Конструктивный расчёт аэротенков.

По таб. 1.12 в приложении 3 принимаем 2 секции двух коридорных аэротенков с рассредоточенным впуском воды типа АР-2-9,0-4,4 по типовому проекту 902-2-196 с шириной коридоров В_а=9,0 м и глубиной Н_at=4,4 м.

Длина коридора составит:
L=W_a-r/(n*2*B_a*H_at)= 9586,44/(3*2*9*4,4)=40,35 м
Принимаем L=60 м.

Фактический объем аэротенка составит:
W_a-r=3*2*9*4,4*60=14256 м³

Объём регенератора (в %) составляет:

W_r*100/W_a-r=3212,55*100/14256=21,9 %
Соответственно длина регенератора в одной секции аэротенка составит:
L_r=2*60*0,219=26,28=30 м
Фактическая длина составит: L_ф=30 м.

Минимальное количество впусков воды из распределительного лотка в зону аэрации определяется по формуле 27.42 справочника [7]:
n=3t_at*W_a-r/(W_a-r-W_r)=3*1,7*9856,44 /(9856,44–3212,55)8

9.1.14 По принятым объёмам аэротенков и расчётному расходу определяем фактическое время пребывания воды в аэротенке-регенераторе:

t_a-r=W_a-r/q_w=9856,44 /2612,55=3,78ч
что близко равно рассчитанному t_a-r=3,67 ч.

9.1.15Прирост активного ила определяется по формуле (60) [1]:

P_i=0,8*C_{cd p}+K_g*L_en=0,8*132,76+0,3*216,28=171 мг/л;
где: С_{cd p} – концентрация взвешенных веществ в поступающих в аэротенк осветлённых стоках;

K_g – коэффициент прироста; для городских сточных вод K_g=0,3.

9.1.16 Количество избыточного Q_изб и циркулирующего Q_{i cir} активного ила в системе:

P_изб=P_i*Q_сут/(1000*1000)=171*43000/1000000=7,43 т/сут;

Q_изб=(P_изб/_i)*(100/(100-Z_i))=(7,43/1,01)*(100/(100-99,2))=915 м³/сут=38 м³/ч;
где: Z_i =99,2%– влажность ила при концентрации 8 г/л;

_i=1,01 т/м³ – объёмный вес ила.
Q_{i cir}=R_i*q_w=0,22*2612,25 =574,7 м³/ч

Общее количество ила составит:

Q_i=Q_{i cir}+Q_изб=574,7 +38= 612,7м³/час

9.1.17 Удельный расход воздуха при пневматической аэрации определяется по формуле (61) [1]:

q_air=q_o*(L_en-L_ex)/(K₁*K₂*K_T*K₃*(C_a-C_o)), м³/м³;
В качестве аэраторов принимаем дисковые аэраторы серии АР-300М «Аква Пласт» с рабочим расходом воздуха 7 м³/ч. При максимальном часовом расходе воздуха 18741 м³/ч количество аэраторов составит:

n= 18741/7= 2678 шт

Площадь аэрируемой зоны f_az в 1 секции будет равна:
f_az=(5+3)*0,3*60=144 м².

Площадь секции аэротенка составит:

f_at=2*9*60=1080 м².
Отношение f_az/f_at=96/720=0,19.

По таб. 1.2 К₁=1,66; I_{a max}=19 м³/м²*ч;

По таб. 1.3 при h_a=4,2 м; K₂=2,6; I_{a min}=3,4 м³/м²*ч.

По формуле (62) [1]:
К_T=1+0,02*(T_w-20)=1+0,02*(20-20)= 1
К₃=0,85 – для городских сточных вод.

По формуле (63) [1]:
С_a=C_T*(1+h_a/20,6)=9,02 *(1+4,2/20,6)=10,86 мг/л,
где: С_Т=9,02 мг/л – растворимость кислорода воздуха в воде, принимается по таб. 1.4 [6];

h_a – глубина погружения аэратора,м.
q_air=1,1*(216,28-15)/(1,66*2,6*1*0,85*(10,86-2))=6,81 м³/м³.

9.1.18 Интенсивность аэрации определяется по формуле (64) [1]:

I_a=q_air*H_at/t_at=6,81*4,4/3,67=8,16 м³/м²ч

Что >I_{a min}=3,4 м³/м²ч и _{a max}=14 м³/м²ч.

9.1.19 Максимальный часовой расход воздуха составит:

Q_air=q_air*q_{w max}=6,81*2752=18741м³/ч;
где: q_{w max}=6,4%Q_сут=0,064*43000=2752 м³/ч.

Расход воздуха на 1 секцию аэротенка составит:
Q’_air=18741/4=4685 м³/ч или 78 м³/мин.