13 вариант. Расчет очистных сооружений для очистки производственных и бытовых сточных вод

• Название: Расчет очистных сооружений для очистки производственных и бытовых сточных вод
• Дата: 22.09.2021
• Размер: 1.68 Mb.
• Имя файла: 13 вариант.doc
• Тип: Пояснительная записка; #235527
• страница: 2 из 6

(6)


(мг/л).

5 Определение требуемой степени очистки сточных вод

Общие условия выпуска сточных вод в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной значимостью этих водоемов, характером водопользования и их самоочищающей способностью и регулируются «Санитарными прави­лами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения» /3/.

Гигиенические требования к составу и свойствам воды водных объектов приведены в таблице 1:






Таблица 1 - Гигиенические требования к составу и свойствам воды водных

объектов

Показатели состава и свойств воды водного объекта	Единица измерения	Тип водопользования
		санитарно-бытовое		рыбохозяйственное
		1.1	1.2	2.1	2.2
		хозяйст­венно - питьевое	куль­турно - бытовое	воспроиз­водство ценных пород рыб	для дру­гих рыбо- хозяйст- венных целей
Растворенный кислород	мг/л	≥ 4		≥ 6
БПКполн при t=200C	мгО2/л	≤3	≤6	≤3
Повышение содержания взвешенных веществ	мг/л	не более чем на
		0,25	0,75	0,25	0,75

Для определения необходимой степени очистки по основным показателям необходимо знать значение коэффициента смешения сточных вод с водой водоёма, куда будут сбрасываться очищенные сточные воды. При спуске сточных вод в проточные водоемы коэффициент смешения определяется по полуэмпирической зави­симости:
, (7)
где q_p - расход воды (при 95%-ной обеспеченности) в створе реки у места выпуска, м³/с, q_p=9.5 м³/с;

q - расход сточных вод, м³/с, q =0,46 м³/с;

L - расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по течению (фарватеру) реки, м, определяемое как расстояние до ближайшего пункта водопользования (L_ф), уменьшенное на 1 км, L=11000м;

а - коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения:
, (8)
где ξ- коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоём (при самотечном выпуске у берега ξ =1);

φ - коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния от места выпуска до расчетного створа по фарватеру (L) к расстоянию между этими же пунктами по прямой (L_пp10000м), φ=1,1;

Е - коэффициент турбулентной диффузии, определяемый для равнинных рек по формуле:
, (9)
где V_сp-средняя скорость течения при минимальном расходе, м/с, V_сp=0,46 м/с;

Н_ср - средняя глубина водоёма на участке между выпуском сточных вод и расчетным ство­ром, м, Н_ср=3.8 м;

М_{ } =200.
,
,


6 Определение необходимой степени очистки сточных вод

Степень очистки сбрасываемых в водоем сточных вод определяется по количеству взвешенных веществ, допустимой величине БПК и количеству растворенного в водоеме кислорода.

Связь между санитарными требованиями к условиям выпуска сточных вод в водоемы и необходимой степенью очистки сточных вод перед спуском их в водоем в общем виде выражается неравенством:
С_ехq + С_rγ q_р≤ (γ q_p + q) C_N, (10)
где С_ех - концентрация загрязнения сточных вод после очистки, мг/л;

С_г - концентрация загрязнения в воде водоема выше выпуска, мг/л;

C_N- предельно допустимая концентрация загрязнений в воде водоема, мг/л;

q - расход сточных вод, сбрасываемых в водоем, м³/с.

Из неравенства (10) концентрация вредных веществ, которая должна быть получена в результате очистки сточных вод, определяется выражением :
, (11)
Степень необходимой очистки сточных вод определяется по формуле:
. (12)
Допустимая концентрация взвешенных веществ в сбрасываемых сточных водах в соответствии с выражением (11) определяется по формуле:
, (13)
где р - допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в воде водоёме после сброса сточных вод, определяемое в зависимости от категории водопользования по таблице 2, г/м³ , р=0,25 г/м³;

С_r- содержание взвешенных веществ в водоеме до выпуска: сточных вод, г/м³; С_r=12,3 г/м³.
(мг/л).

Допустимая БПК сточных вод, подлежащих сбросу в водоём, рассчитывает­ся на основании баланса биохимической потребности в кислороде смеси речной во­ды и сточных вод в расчетном створе по формуле:
, (14)
где k₁ и k₂ - константы скорости биохимического потребления кислорода сточной и речной водой соответственно;

L_N - предельно допустимое значение БПК_полн смеси речной и сточной воды в расчетном створе, мг/л ;

L_r – БПК_полн воды в во­доёме до места выпуска сточных вод, мг/л;

t - время движения сточных вод до расчётного створа, сут., которое можно вычислить из соотношения:
t=L/V_{ср ,} (15)
t=11000/0,42=26190,5с или 0,3сут.
(мг/л),

Допустимая нагрузка сточных вод на водный объект по содержанию в нем растворенного кислорода определяется по следующей формуле:
, (16)
где L^О₂ - содержание растворённого кислорода в воде водоёма до выпуска сточных вод, L^О₂=7,4 м г/л;

L_N - минимальное допустимое содержание растворенного кислорода в воде водоёма, L_N=4;
(мг/л).
Необходимая степень очистки по БПК определяется по формуле (12), в кото­рой в качестве С_ех принимается меньшее из значений БПК, вычисленных по фор­мулам (14) и (16).


7 Выбор схемы очистки сточных вод

Требуемая степень очистки определяет метод и тип очистных сооружений. Если требуемая степень очистки по взвешенным веществам более 50 %, а снижение БПК находится в пределах 80 %, то назначается частичная биологическая очистка (механическая очистка и последующая доочистка на сооружениях частичной биохимической очистки). При необходимости снижения БПК более, чем на 80% применяется полная биологическая очистка. В настоящее время, исходя из современных санитарных норм защиты водоёмов от загрязнений, практически всегда принимается полная биологическая очистка, с доведением БПК_n очищенных сточных вод до 10... 15 мг/л. Выбор типа очистных сооружений и схемы очистки производится на основе анализа местных условий: производительности станции, наличия достаточной пло­щадки земельного участка, климатических, грунтовых и почвенных условий, релье­фа местности, обеспеченности электроэнергией, наличия местных материалов и др.

Обработка городских сточных вод, представляющих собой смесь бытовых и промышленных сточных вод, производится обычно в такой последовательности: механическая очистка на решетках, в песколовках и первичных отстойниках: био­логическая очистка на аэротенках или в биофильтрах и вторичных отстойниках: обеззараживание и выпуск в водоем либо повторное использование в промышлен­ности или сельском хозяйстве. Обработка осадков может производиться в метантенках с последующим механическим обезвоживанием и термической сушкой либо высушиванием на иловых площадках.

7.1 Схема очистки сточных вод



Рисунок 1 – Технологическая схема очистки сточных вод

8 Подбор и расчет основного технологического оборудования
8.1 Приемная камера

Резкие колебания расхода и количества загрязнений сточных вод затрудня­ют их очистку. Для усреднения расхода и количества загрязнений применяют при­емную камеру. Типоразмер приемный камеры принимается в соответствии с таблицей 4.67 /4/. При расходе сточных вод равному 2433 м³/ч, габариты приемной камеры будут соответственно равны: ширина – 800мм, длина – 1000мм, высота – 750 мм. Диаметр напорного трубопровода равен 700 мм.



Рисунок 2 – Приемная камера очистных сооружений на опорах из сборных железобетонных колец

а – при подаче сточных вод по одному напорному водоводу;

б – то же, по двум напорным водоводам.
Приемные камеры предназначены для приема сточных вод, поступающих на очистные сооружения канализации, гашения скорости потока жидкости и сопряжения трубопроводов с открытым лотком (каналом).

8.2 Решётка

Решетки применяются для задержания из сточных вод крупных загрязнений и являются сооружениями, подготовляющими сточные воды к дальнейшей, боле полной очистке.

Прозоры между стержнями решеток должны быть возможно меньшими, чтобы задерживать как можно больше грубых примесей для облегчения работы отстойников. По этим соображениям ширину прозоров решеток перед очистными сооружениями принимают равной 16 мм. Скорость потока сточных вод между стержнями не должна превышать 1 м/с.

Решетки должны устанавливаться на всех очистных станциях независимо от способа подачи на них сточных вод – самотеком или под напором после насосной станции.

Тип решеток определяется в зависимости от производительности очистной станции и количества отбросов, снимаемых с решеток. При количестве отбросов более 0,1 м³/сут предусматривается механизированная очистка решеток, при мень­шем количестве отбросов - ручная. Отбросы с решеток можно собирать в контей­нер с последующим вывозом на свалку, либо устанавливать дробилки для измельчения отбросов. Измельченная масса направляется снова в сточные воды перед ре­шетками или на совместную переработку с осадками очистных сооружений. На данной станции применяют механизированную решетку.


Рисунок 3 – Схема установки решетки с механизированной очисткой

1 – механизированная решетка с граблями; 2 – транспортер
Решетка состоит из набора ступенчатых пластин, установленных с прозором не более 16 мм, который определяет степень очистки сточных вод. Между каждыми двумя неподвижными пластинами размещаются подвижные пластины, связанные с механизмом привода. Уравновешенный эксцентриковый механизм привода обеспечивает передачу вращения от электродвигателя или гидромотора к подвижным пластинам, которые совершают колебательное движение относительно неподвижных пластин. Поток загрязненных сточных вод течет по каналу и, находящиеся в нем механические включения, задерживаются пластинами решетки. Через решетку проходит очищенная вода. Для очистки решетки включают электродвигатель или гидромотор и подвижные пластины поднимают задержанный мусор вверх и размещают его на ступенях неподвижных пластин. Следующий цикл колебаний подвижных пластин приводит к следующему перемещению мусора на следующую ступеньку неподвижных пластин и т.д. до самого верха решетки. После этого извлеченные загрязнения сбрасываются на конвейер или в гидропресс-транспортер.

При расчете решеток определяют их размеры и потери напора, возникающие при прохождении через них сточных вод.

Размеры решёток определяются по расходу сточных вод, по принятой ширине прозоров между стержнями решётки и ширине стержней, а также по средней скорости прохождения воды через решётку.

Скорость движения сточных вод в прозорах решёток при максимальном притоке надлежит принимать для механизированных решёток - 0,8... 1 м/с.
Общая ширина решётки, определяется по формуле:
B_p = S(n - 1) + bn, (17)
где S - толщина стержней, наиболее употребляемые прутья прямоугольного сече­ния с закруглёнными краями размером 8x60 мм, т. е. S = 0.008;

b - ширина про­зоров между стержнями 16 мм = 0,016 м;

n - число прозоров решётки, опреде­ляемое по формуле:
, (18)
где Н - глубина воды в канале перед решёткой при пропуске расчетного расхода (без k=l,4), Н=h/d, d=1000 мм, h/d=0,8, h=0,8 м;

V_p - скорость движения сточных вод, V_p=1,05 м/с;

k₃ - коэффициент, учитываю­щий стеснение сечения потока граблями: при механизированной очистке 1,05.
,
Принимаем число прозоров решётки, равным 36.
B_p = 0,008 (36 – 1) + 0,016 × 36 = 0.856 (м).
Общая строительная длина решётки определяется по формуле:
L = l₁ + l_p + l₂, (19)
где l₁- длина уширения перед решёткой, м, определяемая по формуле:
l₁ =1,37(В_p-В_k), (20)
где В_р - ширина камеры решётки, В_р=0.856 м;

В_к - ширина подводящего канала, В_к=1,2 м;

l_р - рабочая длина решётки, принимается конструктивно равная 1,5м;

l₂ - длина сужения после решётки, м, определяемая как:
l₁ =1,37(0.856-1,2)=0,47 (м)
, (21)
(м)
L = 0,47 + 1,5+ 0,2397=0.9447 (м)
Общая строительная высота канала в месте установки решёток, Н, м:
H = h₁+h₂ + h_p, (22)
где h₁ - глубина воды в канале перед решеткой при пропуске расчетного расхода с k= 1,4, h/d=0,75; d=1200 мм; h=0,9 м;

h₂ - превышение бортов камеры над уровнем воды, должно быть не менее 0,3 м;

h_p - потери напора в решётке, определяемые по формуле:
(23)
где g - ускорение свободного падения;

k - коэффициент увеличения потерь напора за счёт засорения, k=3;

ξ - коэффициент сопротивления, зависящий от формы стержней и определяемый по формуле:
, (24)
где β - коэффициент, определяемый формой стержней, равный для прямоугольных 2,42;

α - угол наклона решётки к потоку, α=60º.
,
(м),
H = h₁+h₂ + h_p = 0,9 + 0,3 + 0,14 = 1,34 (м).

Количество отбросов, снимаемых с решётки W_oтб, м³/сут, определяется по формуле:
, (25)
где а^э =8 л/(чел год) - количество отбросов в расчете на одного жителя, снимаемых с решёток с шириной прозоров 16...20 мм;