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: 3 из 6

- приведённое число жителей по взвешенным веществам, =33970 чел.
(м³/сут).

Влажность отбросов составляет 80 %, плотность - 750 кг/м³.

Принимаем механизированную решетку марки МГ-8Т с пропускной способностью 100000 м³/сут, размером 1400×2000 мм. Число решеток рабочих (резервных) 2 (1) таблица 4.12 /4/.

8.3 Песколовка
Песколовки предназначаются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) и устанавливаются перед отстойниками.

Применение песколовок обусловлено тем, что при совместном выделении в отстойниках минеральных и органических примесей возникают значительные затруднения при удалении осадка из отстойников и дальнейшем его сбраживании в метантенках.

Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил.

Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадали песок и другие тяжелые минеральные частицы, но не выпадал осадок органического происхождения.

Песколовки предусматривают на станциях с производительностью, более 100 м³/сут, как правило, их размещают после решёток. Выбор типа песколовок зависит от конкретных местных условий, производительности станции, схемы очист­ки сточных вод и обработки осадков.

По характеру движения воды песколовки подразделяют на горизонтальные – с круговым или прямолинейным движением воды, вертикальные – с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды. Последние в зависимости от способа создания винтового движения подразделяются на тангенциальные и аэрируемые.

Наиболее широко применяются горизонтальные песколовки с прямолинейным движением сточных вод.

В горизонтальных песколовках можно выделить 65—75% минеральных загрязнений, содержащихся в сточной воде. Горизонтальные песколовки с прямолинейным движением воды представляют собой удлиненный прямоугольник из сборных железобетонных элементов. Состоит из рабочей части, по которой движется поток воды, и осадочной части, предназначенной для сбора и хранения выпавшего песка до момента его удаления. Время пребывания жидкости в горизонтальной песколовке — от 30 до 50 с.

Осевший на дно песколовки песок сдвигается к приямку, расположенному в начале сооружения, скребками, при этом происходит частичная отмывка песка. Из приямка песок удаляют гидроэлеватором или песковыми насосами. Действие горизонтальной песколовки основано на том, что при движении сточной воды ( в резервуаре, канале, отстойнике ) каждая находящаяся в ней нерастворимая частица перемещается вместе со струей воды и одновременно движется вниз под действием силы тяжести со скоростью, соответствующей крупности и плотности частицы.



Рисунок 4 - Горизонтальная песколовка

1—скребковый механизм для удаления песка; 2 — гидроэлеватор; 3, 4 — щитовые затворы; 5 — рабочая часть песколовки; 6 — осадочная часть песколовки
Расчёт песколовок сводится к определению их размеров в зависимости от гидравлической крупности песка и принятого типа сооружений и производится по максимальному расходу сточных вод. Число песколовок или отделений принимается не менее двух, причём все рабочие. При механизированном сгребании осадка предусматривается резервная песколовка.

В зависимости от принятой скорости движения сточных вод площадь живого сечения песколовки (или её отделения) определяется по формуле:
, (26)
где q_мах.с - максимальный расход сточных вод, м³/с;

V_s=0,3 м/с - скорость движения сточ­ных вод, (принимается по таблице 28 /2/ );

n - число песколовок (отделений), должно быть не менее двух.
(м²).
Длина рабочей части песколовки с прямолинейным течением воды определяется по формуле, м:
, (27)
где k_s=1,7 - коэффициент турбулентности, принимаемый в зависимости от типа, песколовки по таблице 27 /2/;

H_s=0,5 м - расчётная глубина песколовки, м, принимаемая для аэрируемых песколовок равной половине общей глубины;

V_s=0,3 м/с - скорость движения воды в песколовке,м/с;

u_o=18,7 мм/с - гидравлическая крупность песка, мм/с. принимаемая в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц песка. Вес значения принимаются по таблице 28 /2/.
(м).
Ширина первого отделения песколовки определяется по формуле:
(м). (28)
Ширину песколовки назначают в соответствии с рекомендациями /4/ (таблица 4.14 страница 226) для данного типа песколовок. Принимаем ширину песколовки равную 4,5 м.
Полученные размеры песколовок проверяем:

- на скорость движения воды при максимальном и минимальном

расходах, м/с:
, (29)
(м/с),
(м/с),
где Q_i - расход сточных вод, м³/с;

Н_i=0,5 м - расчётная глубина протока воды;

B=4,5м - ши­рина песколовки;

n=2- число отделений песколовки;
- на продолжительность протекания сточных вод при максимальном притоке, с:
, (30)
где L_s=9,5 м - длина проточной части, м;

Vs=0,2 м/с - скорость движения воды в песколовке.
(сек).
Время протекания сточных вод для горизонтальных песколовок должно быть не менее 30 с.

Общий объём пескового приямка песколовки должен быть не более двухсуточного объема песка, определяемого по формуле, м :
, (31)
где р - удельный объём задерживаемого песка, принимаемый для бытовых сточных вод равным 0,02 л/(чел–сут) при влажности песка 60% и плотности 1,5 т/м³;

t - период между двумя чистками песколовок, принимаемый не более 2-х суток;

N^взв_пр - приведённое число жителей по взвешенным веществам.
(м²).
Объем бункера для песка:
, (32)
(м³).
Глубина слоя осадка в песколовке зависит от объема выпадающего осадка:
(м) (33)
Общая глубина песколовки определяется по формуле, м:
H = h₆ + H_p + h, (34)

H=0,3+0,5+0,04=0,84 м.
где h₆ - высота бортов над уровнем воды в песколовке, принимается 0,2-0,4 м.

Глубина пескового приямка определяется с учётом угла наклона стенок к горизонту не менее 60°.

Принимаем горизонтальную песколовку с прямолинейным движением воды, с габаритными размерами 4,5 0,84 9,5

Расход промывных вод, подаваемых в гидромеханическую систему, определяют по формуле:
, (35)
где V_h – восходящая скорость промывной воды в лотке, принимаемая равной 0,0065 м/с;

l_sc=L_s-В=9,1 м–длина пескового лотка, равная длине песколовки за вычетом длины пескового приямка, м;

b_sc – ширина пескового лотка, равная 0,5 м.
(м/с).
Песок удаляется из песколовок с большим объемом воды и поэтому его необходимо обезвоживать. Для этого устраивают бункеры, песковые площадки или накопители песка.

8.4 Песковой бункер
Для обезвоживания песка рекомендуется устанавливать песковые бункера (рисунок 5), приспособленные для погрузки песка в автотранспорт. Бункера рассчитывают на 1,5 – 9-суточное хранение песка; их располагают как вне здания, так и в здании, в зависимости от климатических условий. Во избежание смерзания песка при расположении бункеров вне здания предусматривается обогрев бункеров горячей водой.



Рисунок 5 – Бункера для песка

1 – подвод воды в систему отопления; 2 – отвод воды из системы отопления; 3 – затвор с электроприводом; 4 – теплоизоляция; 5 – бункера; 6 – гидроциклон; 7 – отвод воды от гидроциклона; 8 – подвод пульпы к гидроциклонам; 9 – отвод воды в канализацию.
Находится суточный объём осадка, накапливаемого в песколовках:
w_сут ⁼ N_пр×q_ос /1000, (36)
где q_ос – удельное количество песка 0,02 л/(сут·чел), принимается по табл. 3.1 /12/;

N_пр – приведенное число жителей, равное 247450 чел.
w_сут ⁼ 247450×0,02/1000 = 5 (м³/сут).
Определяется необходимый объем бункеров W_b , м³:
W_b = w_сут×T , (37)
где T – продолжительность хранения песка в бункерах, равная 3 сут.
W_b = 5×3 = 15 (м²).
Рассчитывается объем одного бункера по формуле:
W₁= _{, (38)}
где D – диаметр бункера, равный 1,5–2 м.

_(м³_).

Находится количество бункеров:
n_b = W_b/W₁ (39)
n_b = 15/9,95=1,5
Количество бункеров должно быть не менее двух.

Принимаем песковые бункера в количестве 2 штук.


8.5 Песковая площадка
Для обезвоживания и подсушивания осадка на больших станциях очистки сточных вод предусматривают песковые площадки, представляющие собой карты с ограждающими валиками высотой 1–2 м, оборудованные шахтными водосбросами для отвода отстоявшейся воды (рисунок 6).


Рисунок 6 – Песковая площадка

1 – пескопровод от песколовок; 2 – разводящий лоток; 3 – отвод дренажной воды
Удаляемая вода направляется в начало сооружений. Размеры площадок принимаются из условия нагрузки на них не более 3 м³/(м²год).

Определяется годовой объем песка в м³/год, задерживаемого в песколовках:
W_год= 365N_пр×q_ос^/1000 , (40)
где q_ос – удельное количество песка 0,02 л/(сут·чел) принимаемое по табл. 3.1 /12/; в зависимости от типа песколовок;

N_пр – приведенное население 204893 чел.
W_год= 365×247450×0,02 ^/1000=1806,3(м²).
Рассчитывается рабочая площадь песковых площадок:
S_р = W_год/h_год , (41)
где h_год – годовая нагрузка на площадки, равная не более 3 м/год.
S_р = 1806,3/3=602,1(м²).
Находится общая площадь песковых площадок:
Sобщ = (1,2…1,3)Sр ^{, (42)}
Sобщ =1,2×499=722,52(м²).


8.6 Первичный отстойник
Для определения типа первичного отстойника определяем эффект осветления по формуле:
(43)
где С₁=500 мг/л;

С₂=100-150 мг/л.
%
Выбираем отстойник радиальный с вращающимся сборно-распределительным устройством.

Радиальный отстойник представляет собой круглый в плане резервуар. Сточная вода подается в центр отстойника снизу вверх и движется радиально от центра к периферии. Особенностью гидравлического режима работы радиального отстойника является то, что скорость движения изменяется от максимального его значения в центре отстойника до минимального у периферии. Плавающие вещества удаляются с поверхности воды в отстойнике подвесным устройством, размещенным на вращающейся ферме, и поступают в приемный бункер или в сборный лоток.

Выпадающий осадок с помощью скребков, укрепленных на неподвижной ферме, сдвигается в приямок отстойника. Осадок удаляется по трубопроводу с помощью плунжерных и центробежных насосов. Всплывающие вещества отводятся в жиросборник.

Осветленная вода поступает в круговой сборный лоток через один или через оба его борта, являющихся водосливами. В целях обеспечения более надежного выравнивания скорости движения воды на выходе из отстойника водосливы сборных лотков выполняют зубчатыми.



Рисунок 7 – Отстойник радиальный с вращающимся сборно-распределительным устройством

1 – свободно вращающийся желоб, 2 – щелевое днище, 3 – отводной наружный желоб, 4 – шибер, 5 – водоотводящая труба, 6 – трубопровод подачи сточной воды, 7 – отвод осадка, 8 – продольная перегородка во вращающемся желобе, 9 –струенаправляющие лопатки, 10 – водосборный лоток, 11 – затопленный водослив, 12 – направляющий козырек.
Основная масса воды в радиальном отстойнике с вращающимся сборно-распределительным устройством находится в покое.

Подача воды в отстойник и отвод осветленной воды производятся с помощью свободно вращающегося желоба, разделенного продольной перегородкой на две части. С внутренней стороны соток ограничен перегородкой, снизу – щелевым днищем и снаружи – распределительной решеткой с вертикальными щелями, снабженной струенаправляющими лопатками.

Щелевое днище выполнено в виде жалюзийной решетки, через поперечные щели которой проваливаются тяжелые частицы.

Расчётное значение гидравлической крупности задерживаемых в отстойнике частиц определяется по формуле:
, (44)
где H_set= - глубина проточной части в отстойнике, определяемая по таблице 31 /1/ для выбранного типа отстойника;

K_set - коэффициент использования проточной части отстойника, определяемый по таблице 31 /1/;

t_set - продолжительность отстаивания, соответствующая заданному

эффекту очистки, принимается по таблице 30 /1/;

n₂ - показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения, для городских сточных вод.
(мм/с).
Диаметр радиального отстойника определяется по формуле:
, (45)
где q_max - максимальный секундный расход с учетом коэффициента неравномерно­сти;

n=11 - число рабочих отстойников;

v_tb=0 м/с - турбулентная составляющая,, соответ­ствующая скорости потока в отстойнике, принимается по таблице 32 /1/.
м.
Принимаем диаметр отстойника равный 54 м.

Производительность одного отстойника определяется исходя из требуемого эффекта осветления и геометрических размеров отстойника по формуле:
q_set = 2.8 K_set(D_set² - d_en²)(U₀ -v_tb), (46)
где d_en =1 м - диаметр впускного устройства.
q_set = 2.8 × 0,45 (54 - 1) × (0,09 – 0 ) = 330,6 м³/ч.
Определяем период вращения водораспределительного устройства, Т:
, (47)