Водоотведение и очистка сточных вод
 Скачать 2.75 Mb.
|
|
n h H K t K H u set set set set set H set - глубина проточной части в отстойнике, м K set - коэффициент использования объема проточной части отстойника t set - продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h 1 ; для городских сточных вод данную величину допускается принимать по таблице 2.7; n 2 -показатель степени, зависящий от агломерации взвесив процессе осаждения, для городских сточных вод следует определять по рисунку 2.18. В случае, когда температура сточной воды в производственных условиях отличается от температуры воды, при которой определялась кинетика отстаивания, необходимо вводить поправку , 0 0 u u pr lab t lab , pr - вязкость воды при соответствующих температурах в лабораторных и производственных условиях u 0 - гидравлическая крупность частиц, мм/с. Таблица 2.7 – Продолжительность отстаивания Эффект осветления Продолжительность отстаивания t set , св слое h 1 = 500 мм при концентрации взвешенных веществ, мг/л 200 300 400 20 600 540 480 30 960 900 840 40 1440 1200 1080 50 2160 1800 1500 60 7200 3600 2700 70 - - 7200 39 Рисунок 2.17 - Зависимость показателя степени n 2 от исходной концентрации взвешенных веществ в городских сточных водах при эффекте отстаивания- Э = 50 %; 2 - Э = 60 %; 3 - Э = 70 % Основные расчетные параметры отстойников определяются по таблице 2.8. Таблица 2.8 Отстойник Коэффициент использования объема К set Рабочая глубина части, м Ширина B set , м Скорость рабочего потока v w , мм/с Уклон днища к иловому приямку Горизонтальный 0,5 1,5-4 2H set - 5H set 5-10 0,005-0,05 Радиальный 0,45 1,5-5 - 5-10 0,005-0,05 Вертикальный 0,35 2,7-3,8 - - - С вращающимся сборно- распределительным устройством 0,85 0,8-1,2 - - 0,05 С нисходяще-восходящим потоком- С тонкослойными блоками 0,5-0,7 0,025- 0,2 2- 6 - - противоточная (прямоточная) 40 схема работы перекрестная схема работы 0,8 0,025- 0,2 1,5 - 0,005 Коэффициент К определяет гидравлическую эффективность отстойника и зависит от конструкции водораспределительных и водосборных устройств указывается организацией-разработчиком. Величину турбулентной составляющей v tb , мм/с, в зависимости от скорости рабочего потока v w , мм/с, определяется по таблице 2.9. Таблица 2.9 v w , мм/с 5 10 15 v tb , мм/с 0 0,05 0,1 Производительность одного отстойника q set , м 3 /ч, определяется исходя из заданных геометрических размеров сооружения и требуемого эффекта осветления сточных вод по формулам а) для горизонтальных отстойников ; 6 , 3 б) для отстойников радиальных, вертикальных и с вращающимся сбор- но-распределительным устройством ; 8 , 2 в) для отстойников с нисходяще-восходящим потоком ; 41 , 1 г) для отстойников с тонкослойными блоками при перекрестной схеме работы д) тоже, при противоточной схеме К - коэффициент использования объема, принимаемый по таблице 2.7; L set - длина секции, отделениям- длина тонкослойного блока модулям- ширина секции, отделениям- ширина тонкослойного блокам- диаметр отстойникам- диаметр впускного устройствам- гидравлическая крупность задерживаемых частиц, мм/с; v tb - турбулентная 41 составляющая, мм/с, принимаемая по таблице 2.8 в зависимости от скорости потока в отстойнике v w , мм/с; H bl - высота тонкослойного блокам- высота яруса тонкослойного блока модулям- коэффициент сноса выделенных частиц, принимаемый при плоских пластинах равным 1,2, при рифленых пластинах - 1. Основные конструктивные параметры следует принимать а) для горизонтальных и радиальных отстойников впуск исходной воды и сбор осветленной - равномерными по ширине периметру) впускного и сборного устройств отстойника высоту нейтрального слоя для первичных отстойников - нам выше днища (на выходе из отстойника, для вторичных - 0,3 ми глубину слоя ила 0,3-0,5 м угол наклона стенок илового приямка - 50-55°; б) для вертикальных отстойников длину центральной трубы - равной глубине зоны отстаивания скорость движения рабочего потока в центральной трубе - не более 30 мм/с; диаметр раструба - 1,35 диаметра трубы диаметр отражательного щита - 1,3 диаметра раструба угол конусности отражательного щита - 146 ; скорость рабочего потока между раструбом и отражательным щитом - не более 20 мм/с для первичных отстойников и не более 15 мм/с для вторичных высоту нейтрального слоя между низом отражательного щита и уровнем осадкам угол наклона конического днища - 50-60 ; в) для отстойников с нисходяще-восходящим потоком площадь зоны нисходящего потока - равной площади зоны восходящего высоту перегородки, разделяющей зоны, - равной 2/3 H set ; уровень верхней кромки перегородки - выше уровня воды нам, ноне выше стенки отстойника распределительный лоток переменного сечения - внутри разделительной перегородки. Начальное сечение лотка следует рассчитывать на пропуск расчетного расхода со скоростью не менее 0,5 мс, в конечном сечении скорость- не менее 0,1 мс. Для равномерного распределения воды кромку водослива распределительного лотка следует выполнять в виде треугольных водосливов через 0,5 мг) для отстойников с тонкослойными блоками - угол наклона пластин от 45 до 60°. Количество осадка Q mud , м 3 /ч, выделяемого при отстаивании, определяется исходя из концентрации взвешенных веществ в поступающей воде C en и концентрации взвешенных веществ в осветленной воде C ex : 42 , 10 100 4 mud mud ex en w mud C C q Q q w - расход сточных вод, м 3 /ч; mud - влажность осадка, %; mud - плотность осадка, г/см 3 Исходя из объема образующегося осадка и вместимости зоны накопления его в отстойнике, определяется интервал времени между выгрузками осадка. При удалении осадка под гидростатическим давлением вместимость приямка первичных отстойников и вторичных отстойников после биофильтров надлежит предусматривать равной объему осадка, выделенного за период не более 2 сут, вместимость приямка вторичных отстойников после аэротен- ков - не более двухчасового пребывания осадка. При механизированном удалении осадка вместимость зоны накопления его в первичных отстойниках надлежит принимать по количеству выпавшего осадка за период не более 8 ч. Интенсификация первичного осветления сточных вод. В получивших распространение первичных отстойниках задерживается обычно 40-50% взвешенных веществ, содержащихся в сточных водах. Вместе стем при начальной концентрации взвешенных веществ не менее 300-400 мг/л, эффект первичного осветления может достигать 70-75%. В противном случае неизбежен повышенный прирост избыточного активного ила, имеющего больший фактический объем и меньшую влагоотдачу при последующем обезвоживании. В условиях формирования многокомпонентных городских сточных вод очень часто также образуется тонкодисперсная взвесь, в которой содержание оседающих веществ не превышает 30-50%. Наибольшее распространение для очистки городских сточных вод получили методы интенсификации, связанные с использованием биофлокули- рующих свойств избыточного активного ила и биопленки, имеющие в своем составе внеклеточные биополимеры, обусловливающие пространственное структурирование и биофлокуляцию клеточных образований. Функциональные группы, содержащиеся в биополимерах, могут в среде, близкой к нейтральной, проявлять свойства ионов или быть неионоген- ными, обеспечивая образование мостиковых связей как между собой, таки с другими частицами минерального или органического происхождения, те. выполняют роль флокулянтов. Таким образом, избыточный активный или биопленка представляют собой естественные биофлокулирующие добавки, образующиеся в процессе биологической очистки сточных вод. 43 Рисунок 2.19 - Методы интенсификации работы отстойников и илоуп- лотнителей 44 3 БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ 3.1 Поля фильтрации Поля фильтрации для полной биологической очистки сточных вод предусматриваются, как правило, на песках, супесях и легких суглинках. Продолжительность отстаивания сточных вод перед поступлением их на поля фильтрации принимается не менее 30 мин. Площадки для полей фильтрации выбираются со спокойными слабовыраженным рельефом с уклоном до 0,02, с расположением ниже течения грунтового потока от сооружений для забора подземных вод на расстоянии, равном величине радиуса депрессионной воронки, ноне менее 200 м для легких суглинков, 300 м - для супесей им- для песков. При расположении полей фильтрации выше по течению грунтового потока расстояние их до сооружений для забора подземных вод следует принимать с учетом гидрогеологических условий и требований санитарной охраны источника водоснабжения. На территориях, граничащих с местами выклинивания водоносных горизонтов, а также при наличии трещиноватых породи карстов, не перекрытых водоупорным споем, размещение полей фильтрации не допускается. Нагрузку сточных вод на поля фильтрации принимается на основании данных опыта эксплуатации полей фильтрации, находящихся в аналогичных условиях. Нагрузку бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод допускается принимать по таблице 3.1. Таблица Нагрузка сточных вод на поля фильтрации Грунты Среднегодовая температура воздуха, С Нагрузка сточных вод, м 3 /(га.сут) при залегании грунтовых вод на глубине, м 1,5 2 3 Легкие суглинки От 0 до 3,5 Св. 3,5 до 6 « 6 « 11 Св. 11 - - - - 55 70 75 85 60 75 85 100 Супеси От 0 до 3,5 Св. 3,5 до 6 « 6 « 11 Св. 11 80 90 100 120 85 100 110 130 100 120 130 150 Пески От 0 до 3, Св. 3,5 до 6 « 6 « 11 Св. 11 120 150 160 180 140 175 190 210 180 225 235 250 Примечания. Нагрузка указана для районов со среднегодовым количеством атмосферных осадков от 300 до 500 мм. 45 2. Нагрузку необходимо уменьшать для районов со среднегодовым количеством атмосферных осадков 500-700 мм - на 15-25 %; свыше 700 мм, а также для I климатического района и А климатического подрайона - на 25- 30 %, при этом больший процент снижения нагрузки надлежит принимать при легких суглинистых, а меньший - при песчаных грунтах. Площадь полей фильтрации в необходимых случаях следует проверять на намораживание сточных вод. Продолжительность намораживания следует принимать равной числу дней со среднесуточной температурой воздуха ниже минус 10 С. Величину фильтрации сточных вод в период их намораживания необходимо определять с уменьшением на величину коэффициента, приведенного в таблице 3.2. Таблица Грунты Коэффициент снижения величины фильтрации в период намораживания Легкие суглинки 0,3 Супеси 0,45 Пески 0,55 Необходимо предусматривать резервные карты, площадь которых должна быть обоснована в каждом отдельном случае и не должна превышать полезной площади полей фильтрации, %: в III и IV климатических районах - 10; во II климатическом районе - 20; в I климатическом районе - 25. Дополнительную площадь для устройства сетей, дорог, оградительных валиков, древесных насаждений допускается принимать в размере допри площади полей фильтрации свыше 1000 га и допри площади их 1000 га и менее. Размеры карт полей фильтрации определяются в зависимости от рельефа местности, общей рабочей площади полей, способа обработки почвы. При обработке тракторами площадь карты должна быть не менее 1,5 га. Отношение ширины карты к длине следует принимать от 1:2 допри обосновании допускается увеличение длины карты. На картах полей фильтрации, предназначенных для намораживания сточных вод, следует предусматривать выпуски талых вод на резервные карты. Устройство дренажа на полях фильтрации обязательно при залегании грунтовых вод на глубине менее 1,5 мот поверхности карт независимо от характера грунта, а также и при большей глубине залегания грунтовых вод, при неблагоприятных фильтрационных свойствах грунтов, когда одни осушительные канавы не обеспечивают необходимого понижения уровня грунтовых вод. Поля подземной фильтрации. Поля подземной фильтрации применяются в песчаных и супесчаных грунтах, при расположении оросительных труб выше уровня грунтовых вод не менее чем нами заглублении их не болеем и не менее 0,5 мот поверхности земли. Оросительные трубы рекомендуется укладывать на слой подсыпки толщиной 20-50 см из гравия, мелкого хорошо спекшегося котельного шлака, щебня или крупнозернистого песка. Общая длина оросительных труб определяется по нагрузке в соответствии с таблицей 3.3. Длину отдельных оросителей следует принимать не болеем. Таблица Грунты Среднегодовая температура воздуха, С Нагрузка, л/сут нам оросительных труб полей подземной фильтрации, в зависимости от глубины наивысшего уровня грунтовых вод от лоткам Пески До 6 От 6,1 до 11 Св. 11,1 16 20 22 20 24 26 22 27 30 Супеси До 6 От 6,1 до 11 Св. 11,1 8 10 11 10 12 13 12 14 16 Примечания. Нагрузка указана для районов со среднегодовым количеством атмосферных осадков до 500 мм. 2. Нагрузку необходимо уменьшать, для районов со среднегодовым количеством осадков 500-600 мм - на 10-20 %, свыше 600 мм - на 20-30 %; для I климатического района и А климатического подрайона - на 15 %. При этом больший процент снижения надлежит принимать при супесчаных грунтах, меньший - при песчаных. 3. При наличии крупнозернистой подсыпки толщиной 20-50 см нагрузку следует принимать с коэффициентом 1,2-1,5. 4. При удельном водоотведении свыше 150 л/сут на одного жителя или для объектов сезонного действия нормы нагрузок следует увеличивать на 20 %. Для притока воздуха предусматриваются на концах оросительных труб стояки диаметром 100 мм, возвышающиеся нам над уровнем земли. 3.2 Песчано-гравийные фильтры и фильтрующие траншеи Песчано-гравийные фильтры и фильтрующие траншеи при количестве сточных вод не более 15 м 3 /сут проектируются в водонепроницаемых и сла- бофильтрующих грунтах при наивысшем уровне грунтовых вод нам ниже лотка отводящей дрены. Перед сооружениями необходимо предусматривать установку септиков. Очищенную воду следует или собирать в накопители, или сбрасывать вводные объекты с соблюдением Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами и Правил санитарной охраны прибрежных вод морей. 47 Расчетная длина фильтрующих траншей принимается в зависимости от расхода сточных води нагрузки на оросительные трубы, ноне болеем, ширину траншеи понизу - не менее 0,5 м. Песчано-гравийные фильтры надлежит проектировать в одну или две ступени. В качестве загрузочного материала одноступенчатых фильтров следует принимать крупно- и среднезернистый песок. В фильтрующих траншеях в качестве загрузочного материала следует принимать крупно- и среднезернистый песок и другие материалы. Нагрузку на оросительные трубы песчано-гравийных фильтров и фильтрующих траншей, а также толщину слоя загрузки следует принимать по таблице 3.4. Таблица- Нагрузка на оросительные трубы песчано-гравийных фильтров Сооружение Высота слоя загрузки, м Нагрузка на оросительные трубы, л/(мсут) Одноступенчатый песчано- гравийный фильтр или вторая ступень двухступенчатого фильтра 1 - 1,5 80 - 100 Первая ступень двухступенчатого фильтра 1 - 1,5 150 - 200 Фильтрующая траншея 0,8 - 1 50 - 70 Примечания. Меньшие нагрузки соответствуют меньшей высоте. 2. Нагрузки указаны для районов со среднегодовой температурой воздуха от 3 до 6 С. 3. Для районов со среднегодовой температурой воздуха выше 6 Сна- грузку следует увеличивать на 20-30 %, ниже 3 С - уменьшать на 20-30 %. 4. При удельном водоотведении свыше 150 л/(чел.сут) нагрузку следует увеличивать на 20-30 %. 3.3 Фильтрующие колодцы Фильтрующие колодцы устраиваются только в песчаных и супесчаных грунтах при количестве сточных вод не более 1 м 3 /сут. Основание колодца должно быть выше уровня грунтовых вод не менее чем нам. Примечания. При использовании подземных вод для хозяйст- венно-питьевого водоснабжения возможность устройства фильтрующих колодцев решается в зависимости от гидрогеологических условий и по согласованию с органами Министерства геологии и санитарно-эпидемиологической службой. 2. Перед колодцами необходимо предусматривать септики. Фильтрующие колодцы проектируются из железобетонных колец, кирпича усиленного обжига или бутового камня. Размеры в плане должны быть не более хм, глубинам. Ниже подводящей трубы следует предусматривать 48 донный фильтр высотой дом из гравия, щебня, спекшегося шлака и других материалов - внутри колодца обсыпку из тех же материалов - у наружных стенок колодца отверстия для выпуска профильтровавшейся воды - в стенках колодца. В покрытии колодца надлежит предусматривать люк диаметром 700 мм и вентиляционную трубу диаметром 100 мм. Расчетная фильтрующая поверхность колодца определяется как сумма площадей дна и поверхности стенки колодца на высоту фильтра. Нагрузка нам фильтрующей поверхности принимается 80 л/сут в песчаных грунтах и 40 л/сут в супесчаных. Нагрузку следует увеличивать на 10-20 % - при устройстве фильтрующих колодцев в средне- и крупнозернистых песках или при расстоянии между основанием колодца и уровнем грунтовых вод свыше 2 м на 20 % - при удельном водоотведении свыше 150 л/(чел.сут) и среднезимней температуре сточных вод выше 10 С. 3.4 Биологические пруды Биологические пруды применяются для очистки и глубокой очистки городских, производственных и поверхностных сточных вод, содержащих органические вещества. Биологические пруды допускается проектировать как с естественной, таки с искусственной аэрацией. При очистке в биологических прудах сточные воды не должны иметь БПК полн свыше 200 мг/л - для прудов с естественной аэрацией и свыше 500 мг/л - для прудов с искусственной аэрацией. В пруды для глубокой очистки допускается направлять сточную воду после биологической или физико- химической очистки с БПК полн не более 25 мг/л - для прудов с естественной аэрацией и не более 50 мг/л - для прудов с искусственной аэрацией. При БПК полн свыше 500 мг/л следует предусматривать предварительную очистку. Перед прудами для очистки следует предусматривать решетки с прозо- рами не более 16 мм и отстаивание сточных вод в течение не менее 30 мин. После прудов с искусственной аэрацией необходимо предусматривать отстаивание очищенной воды в течение 2-2,5 ч. Биологические пруды следует устраивать на нефильтрующих или сла- бофильтрующих грунтах. При неблагоприятных в фильтрационном отношении грунтах следует осуществлять противофильтрационные мероприятия. Биологические пруды следует проектировать не менее чем из двух параллельных секций с 3-5 последовательными ступенями в каждой, с возможностью отключения любой секции пруда для чистки или профилактического ремонта без нарушения работы остальных. Отношение длины к ширине пруда с естественной аэрацией должно быть не менее 20. При меньших отношениях предусматриваются конструкции впускных и выпускных устройств, обеспечивающие движение воды по всему живому сечению пруда. 49 В прудах с искусственной аэрацией отношение сторон секций может быть любым, при этом аэрирующие устройства должны обеспечивать движение воды в любой точке пруда со скоростью не менее 0,05 мс. Форма прудов в плане зависит от типа аэраторов для пневматических или механических аэраторов пруды могут быть прямоугольными, для самодвижущихся механических- круглыми. Отметка лотка перепускной трубы из одной ступени в другую должна быть выше дна нам. Выпуск очищенной воды следует осуществлять через сборное устройство, расположенное ниже уровня воды на 0,15-0,2 глубины пруда. Хлорировать воду следует после прудов. В отдельных случаях, при длине прокладки трубопровода хлорной воды свыше 500 мили необходимости строительства отдельной хлораторной, допускается хлорирование перед прудами. Концентрация остаточного хлора вводе после контакта не должна превышать г/м 3 Рабочий объем пруда надлежит определять повремени пребывания в нем среднесуточного расхода сточных вод. Время пребывания воды в пруде с естественной аэрацией t lag , сут, следует определять по формуле , ' ' lg ' ' 1 lg 1 1 1 |