Реферат: Ст-т гр. Ввз-08 Идрисова С. Ф

Пермский государственный технический университет

Кафедра водоснабжения и водоотведения


ВОДООТВЕДЕНИЕ И ОЧИСТКА ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД


Выполнил: ст-т гр. ВВз-08

Идрисова С.Ф.

Проверил преподаватель:

Бартова Л.В.


Пермь 2011

Содержание


Исходные данные………..…………………………………………………2

Расчет начальных концентраций загрязнений городских сточных
вод и приведенного числа жителей ………………………………………4

Схема очистки сточных вод………………………...……………………..7

Механическая очистка…………………………………………...………...8

Решетки…………………...…………………………………………8

Песколовки………………………………………………...………10

Первичные отстойники…………...…………………………...….15

Водоизмерительное устройство………………………………….18

Биохимическая очистка…………………………………………………..19

Аэротенк…………………………………………………………...19

Расчет системы аэрации…………………………………………..22

Вторичный отстойник…………………………………………….26

Обеззараживание сточных вод…………………………………………...27

Обработка осадка………………………………………………………….29

Аэробный стабилизатор…………………………………………..31

Расчет илоуплотнителя…………………………………………....32

Кондиционирование ……………………………………………...32

Вакуум – фильтр………………………………………………..…33

Резервные иловые площадки……………………………………..34

Компостирование………………………………………………….35

Термическая сушка и сжигание осадка………………………….35

Список литературы…………………………………………………...…..39



2. РАСЧЕТ НАЧАЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД И ПРИВЕДЕННОГО ЧИСЛА ЖИТЕЛЕЙ.


1. Концентрации загрязнений в бытовых водах, поступающих на очистку,

определяются по формуле :

Сбыт = (a*1000)/qж (мг/л.)

где:

Сбыт (мг/л) - концентрация определенного загрязняющего вещества в бытовых водах;

а (г/чел*сут)- количество этого загрязняющего вещества, поступающего в сутки от каждого жителя, принимается согласно табл. 25 /1/




Концентрация загрязнений по взвешенным веществам бытовых сточных вод:

Сбытвзв = (65*1000)/300 = 216,7 (мг/л.)

авзв = 65- удельное количество загрязнений по взвешенным веществам г/(чел*сут) [1]

Концентрация загрязнений по БПК бытовых сточных вод:

СбытБПК = (75*1000)/300 = 250 (мг/л.)

аБПК = 75- удельное количество загрязнений по БПК г/(чел*сут) [1]

Концентрация загрязнений по аммонийному азоту NH4 бытовых сточных вод:

СбытNH4 = (8*1000)/300 = 26,7 (мг/л.)

- удельное количество загрязнений по БПК =8 г/(чел*сут) [1];


Концентрации загрязнений в городских сточных водах (в общем потоке бытовых и производственных вод) определяются по формуле :

Ccit. (Cmix) = (Сбыт*Qбыт+Спроиз*Qпроиз)/Qбыт+Qпроиз

где:

Qбыт (м3/сут) - суточный расход бытовых сточных вод.

Qпроиз (м3/сут) - суточный расход производственных сточных вод.


Ccitвзв = (Сбытвзв *Qбыт+Спроизвзв*Qпроиз)/Qбыт+Qпроиз =

= (216,7 * 27000 + 467 * 8500) / (27000 + 8500) = 276,6 (мг/л);


CcitБПК = (СбытБПК *Qбыт+СпроизБПК*Qпроиз)/Qбыт+Qпроиз =

= (250,0 * 27000 + 530 * 8500)/(27000 + 8500) =317,0 (мг/л);


CcitNH4 = (СбытNH4 *Qбыт+СпроизNH4 *Qпроиз)/Qбыт+Qпроиз =

= (26,7 * 27000 + 0 * 8500) / (27000 + 8500) = 20,3 (мг/л);

Определение количества жителей:

Nф = Qбыт * 1000/ qж

Nф = 27000* 1000/ 300=90000 (чел).

Nэкввзв = Спроизвзв* Qпроиз / 65

Nэкввзв = 467* 8500/ 65 = 61069 (чел)

Nприввзв = Nэкввзв +Nф

Nприввзв = 90000+ 61069 = 151069 (чел)

NэквБПК = СпроизБПК* Qпроиз / 75

NэквБПК = 530* 8500/ 75 = 60067 (чел),

NпривБПК = NэквБПК +Nф

NпривБПК = 60067+90000 = 150067 (чел).


Концентрации загрязнений в осветленных городских сточных водах:

СосветБПК = 40 * NпривБПК / (Qбыт + Qпроиз )

где: 40 = а (г/чел*сут) - количество загрязняющих веществ по БПК, поступающих в сутки от каждого жителя, принимается по табл. 25 /1/.


СосветБПК = 40*150067/ 35500 = 169 (мг/л)


3.СХЕМА ОЧИСТКИ СВ И ОБРАБОТКИ ОСАДКА.


сточная вода

А-блок механической очистки

Б-блок полной биохимической очистки

В
Решет ка
-блок глубокой очистки

Г-блок обеззараживания

Д-блок обработки осадка




песколовка

А







Д

Первичныервичные отстойники


13

16








аэротенк


17




Б


Вторичный отстойник










18


Нитрифика-тор









Вторичный отстойник

на площадки компостирования





В


Денитрифи-катор






Вторичный отстойник









Г



1
Контактный резервуар
1-дробилки

12-песковые площадки

13-стабилизатор аэробный

14-разделительные камеры

15-хлораторная

16-илоуплотнители

17-кондиционирование осадка

18-сооружения механического обезвоживания

19-воздуходувная станция. В водоем


^ 4.МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА


4.1 Решетки

Решетки предназначены для извлечения из сточных вод крупного мусора (бумаги, тряпок и т.п.). Конструкция решетки представляет собой ряд параллельных стержней, образующих плоскость с прозорами. В принципе, размеры и форма стержней могут быть различными, например, круглыми или прямоугольными с закругленной лобовой частью. Однако СНиП /1/ требует в составе очистных сооружений предусматривать решетки со стержнями прямоугольной формы, обеспечивающими лучшее задержание и удаление отбросов, с прозорами не более 16 мм.


^ Расчет решетки:


1. Выбираем тип решетки

Приблизительно по расходу сточных вод выбираются решетки РМУ-3: одна рабочая и одна резервная. Паспортные данные РМУ-1: В=1000мм, Н=2000мм, n=39, b=16мм, S=6мм. Общий расход сточных вод распределяется на одну решетку, Qсут= 35500 м3/сут, qmax= 2248,3 м3/час = 624,54 л/сек, qmin= 946,67 м3/час = 262,96 л/сек.


^ 2. Выбирается режим работы подводящего канала

Ширина канала Вк (м):

Вк = (b х n)

где: b - ширина прозора решетки, b = 0,016 м,

n - количество прозоров, n = 39 шт.

Вк = (0,016 х 39) = 0,624 м
^ Значит, ширина канала будет равна 0,6 или 0,8 м. По таблицам /3/ выполняется гидравлический расчет канала: а) по расчетному расходу сточных вод qmax = 624,54 л/сек =0,62454 м3/сек определяются гидравлические и конструктивные параметры его работы: ^ ширина Вк = 0,6 м,
уклон канала i = 0,0012
скорость сточных вод в канале vmax = 0,95 м/сек, наполнение относительное h/Вк = 1,8, наполнение абсолютное h = (h/Вк) х Вк = 1,8 х 0,6 = 1,08 м.
При таком наполнении скорость в прозорах решетки vmax, по формуле

vmax = = = 0,62454/(0,016*39*1,08) = 0,927 м/сек.

б) по расчетному расходу сточных вод qmin = 262,96 л/сек = 0,26296 м3/сек проверяется соблюдение условия незасорения канала, имеющего уклон i = 0,0012 и ширину Вк = 600мм, работает с наполнением h/Вк = 0,9. Скорость сточных вод составляет vmin = 0,83 м/сек, что больше минимальной допустимой скорости vminдоп = 0,4 м/сек.


^ 3. Строительная высота канала назначается из условия незатопления пола здания решеток: Нстр  h+0,5 = 1,08 +0,5=1,58 м. Строительная высота канала принимается равной номинальной Нстр=Н= 1,58 м.


^ 4. Длина камеры решеток:

lреш = l1 + 0,5 + 0,8 + l2

где: l1 = (В- Вк)/ 2* tg200 = 1.37 * (В- Вк) =1,37*(1000-600)=0,548 м;

l2 = 0,5 * l1 = 0,5*0,548 = 0,274 м.

lреш = 0,548+0,5+0,8+0,274=2,122 м.

Общая ширина рабочей части решетки Вр :

Вр = S * (n – 1) + b * n=0,006*(39-1)+0,016*39=0,852 м

^ 5. Падение уровня воды в решетке h (м):

h=k**v2/2g

в формуле:

k – коэффициент, учитывающий увеличение падения уровня вследствие засорения решетки, по СНиП /1/ k=3;

 – коэффициент местного сопротивления решетки; = * (s/b)4/3 *sin, где  - коэффициент, зависящий от формы стержней, для прямоугольных стержней =2,42; s – толщина стержней; b – ширина прозоров решетки;  - угол наклона решетки к горизонту;

v – скорость движения воды в решетке, м/с.

h = 3 * |2,42 * (0,006/0,016)4/3 * sin 600| * 0,9272/2*9,81 = 0,075 м.


6. Суточный объем отбросов, снимаемых с рабочих решеток:

W = (м3/сут)

где:

- количество отбросов, приходящееся на 1 человека в год, по СниП /1/, = 8 л/чел*год,

- приведенное число жителей, рассчитанное по взвешенным веществам, чел.

W=8*151069/(365*1000)=3,311 м3/сут.


Масса отбросов, снимаемых с решеток за сутки:

m = (т/сут)

где:

W - суточный объем отбросов, м3/сут;

- плотность отбросов, = 750 кг/м3.

m = 3,311*750/1000=2,483 т/сут

4.2 Песколовки.


Песколовки предназначены для выделения из сточных вод грубодисперсных примесей минерального происхождения, тех, что удерживаются в потоке только при самоочищающих скоростях и оседают на дно при снижении скорости до 0,3 – 0,4 м/сек. Основными показателями работы песколовок являются количество задержанного песка и его зольность. Песколовки необходимо предусматривать при производительности очистных сооружений свыше 100 м3/сут. Число песколовок или отделений песколовок надлежит принимать не менее двух, причем все песколовки или отделения должны быть рабочими.

По направлению движения воды различают следующие типы песколовок:

1) горизонтальные:

с прямолинейным движением воды,

с круговым движением воды;

2) вертикальные;

3) с винтообразным движением воды:

тангенциальные,

аэрируемые.


Расчет песколовки:


^ 1. Подбираем типовое сооружение.

По расходу сточных вод принимаем горизонтальную песколовку с круговым движением воды, состоящая из двух отделений.

D = 6000 мм – диаметр песколовки.

В = 900 мм – ширина кольцевого желоба.


^ 2. Определяем площадь живого сечения желоба ω м2 и расчетную глубину воды в нем Hs

 = qmax / n * Vs

где:

qmax - максимальный приток сточных вод, qmax = 0,62454 м3/сек;

n - число отделений песколовки, n= 2;

Vs- нормативная скорость воды в желобе при максимальном притоке, Vs= Vmax = 0,3 м/сек;

 = 0,62454 / 2 * 0,3 = 1,041 м2;


Найдем высоту конической части:

sin(600) = H2/B H2 = B*sin(300) = 0,9*0,866 = 0,7794 м.

Площадь конической части:

2 = В*Н2/2 = 0,9*0,7794/2 = 0,351 м2


Площадь и высота цилиндрической части:

1 =  - 2 = 1,041 – 0,351 = 0,69 м2.

1 = В*Н1 Н1 = 1/В = 0,69/0,9 = 0,767 м.

Поперечный разрез кругового желоба песколовки

B


1



H1


21
Н

Hs H2

60о




Полная высота песколовки:

Н=Н1+Н2 = 0,767+0,7794=1,5464 м принимаем высоту равной 1,6 м.

Расчетная глубина воды в песколовке.

Hs= /B = 1.041/0,9=1,16 м.

Расчетная длина песколовки.

Ls=π*(D-B)= 3,14*(6-0,9)=16 м.


3. По формуле определяем, улавливаются ли в запроектированной песколовке частицы с нормативной крупностью

где:

Ls – расчетная длина песколовки, м; для горизонтальных песколовок с прямолинейным движением воды расчетная длина равна общей длине песколовки Ls= L; для песколовок с круговым движением воды Lsравна длине кругового желоба по средней линии (см.рис. 2.2);

Hs - расчетная глубина воды в песколовке, м; для горизонтальных песколовок с прямолинейным движением воды расчетная глубина равна общей глубине песколовки Hs= H; для песколовок с круговым движением воды Hsопределяется по формулам геометрии в зависимости от формы желоба (см.рис.2.5);

Vs - скорость воды в песколовке при максимальном притоке, Vs= Vmax = 0,3 м/сек;

Uo– гидравлическая крупность частиц, на задержание которых рассчитывается песколовка;

Ks – эмпирический коэффициент: Ks= 1,7 при Uo= 18,7 мм/сек; Ks= 1,3 при Uo= 24,2 мм/сек; таким образом, допустимым соотношением Ks/Uo в формуле является 1,7/18,7  1,3/24,2 = 0,09  0,054.

Ks/U0=Ls/(1000*Vs*Hs) = 16/(1000*0,3*1,16)=0,046 - не входит в допустимый диапазон.


В = 1200 мм – ширина кольцевого желоба.

 = 0,62454 / 2 * 0,3 = 1,041 м2;

Найдем высоту конической части:

sin(600) = H2/B H2 = B*sin(300) = 1,2*0,866 = 1,039 м.

Площадь конической части:

2 = В*Н2/2 = 1,2*1,039/2 = 0,624 м2

Площадь и высота цилиндрической части:

1 =  - 2 = 1,041 – 0,624 = 0,417 м2.

1 = В*Н1 Н1 = 1/В = 0,417/1,2 = 0,348 м.

Полная высота песколовки:

Н=Н1+Н2 = 0,348+1,039=1,387 м принимаем высоту равной 1,4 м.

Расчетная глубина воды в песколовке.

Hs= /B = 1.041/1,2=0.868 м.

Расчетная длина песколовки.

Ls=π*(D-B)= 3,14*(6-1,2)=15,07 м.

Ks/U0=Ls/(1000*Vs*Hs) = 15,07/(1000*0,3*0.868)=0,0579 -входит в допустимый диапазон.


^ 4. Объем задержанного песка Wп м3 определяется по формуле:



где:

Nвзвпривед – приведенное число жителей, рассчитанное по взвешенным веществам;

Р – количество песка, задерживаемого в песколовках, приходящееся на 1 жителя в сутки; при раздельной системе канализации Р = 0,02 л/сут*чел;

Т – период работы песколовки; обычно определяют объем уловленного песка за Т1=1 сутки ( песколовку чистят обычно 1 раз в сутки), за Т2=2 суток (продолжительность нахождения песка в бункере сооружения не должна превышать этой величины, иначе начнется загнивание) и за Т3= 1 год = 365 суток (по годовому объему песка рассчитывают размер песковых площадок). Нормативная годовая нагрузка на песковые площадки составляет qп= 3 м3/м2*год.

Объем задержанного песка Wп (м3), по формуле |2.2|:


за 1 сутки: W1п = 151069 * 0,02 * 1 / 1000 = 3,021 (м3);

за 2 суток: W2п = 151069 * 0,02 * 2 / 1000 = 6,042 (м3);

за год: W365п = 151069 * 0,02 *365/1000= 1102,67 (м3).


Объем и высота пескового бункера запроектированной песколовки, вычисленный по формулам стереометрии:

глубина бункера

объембункера

Удаление песка из сооружения производится 1 раз в 2 суток. При этом глубина слоя песка в бункере составит около 1 м.

Размер песковых площадок для обезвоживания песка F (м2):

F = 1,2 * W365п / qп = 1,2 * 1102,67/ 3 = 441,07 м2

Принимаются 4 песковые карты с размерами 11х11м каждая.

^ 4.3 Первичные отстойники.


Отстойники предназначены для выделения из сточных вод грубодисперсных примесей органического происхождения. В зависимости от места в схеме очистки различают первичные и вторичные отстойники. Первичные отстойники относятся к блоку механической очистки, их устанавливают перед сооружениями биологической обработки. Вторичные отстойники необходимы для отделения ила из сточных вод после сооружений биологической очистки. По направлению движения воды отстойники классифицируют на горизонтальные, вертикальные и радиальные.

Количество первичных отстойников в составе очистной станции принимается не менее двух, причем все сооружения являются рабочими.


Расчет первичных отстойников:


^ 1. Выбираем отстойник

С учетом того, что содержание взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на биологическую очистку, Сexвзв не должно превышать 150 мг/л, назначается эффект осветления в первичных отстойниках Э% = 50 %. По расходу qmax= 2248,3 м3/час выбираем радиальный отстойник по табл. №3.3 /6/:

Dset=18 м – диаметр

den = 2,5 м – диаметр центральной трубы

Hset = 3,1 м – глубина зоны осветления

Wmud = 120 м3 – объем зоны накопления осадка

Kset =0,45 – коэффициент использования объема проточной части отстойника

n2 = 0,26- показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения(для городских СВ по чертежу 2 СНиПа )

tset=1950 c – продолжительность отстаивания(СНиП таб.30)

h1 =500 мм


^ 2. Прежде всего, необходимо определить, частицы какой гидравлической крупности будут задерживаться в данном типовом отстойнике.




где:

Нset - глубина проточной части проектируемого отстойника, м;

Кset - коэффициент использования объема проточной части отстойника;

tset - продолжительность отстаивания, сек, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h1= 500 мм; для городских сточных вод данную величину допускается принимать по табл.30 /1/;

n2 - показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения; для городских сточных вод следует определять по чертежу 2 /1/.


Uo = 1000*3,1*0,45/[1950*(0,45*3,1/500)0,26]=3.30 мм/с

^ 3. Определяем производительность одного отстойника.

qset = 2,8 * Кset * (D2set - d2en ) * (uo- tb) м3/час,

в формулах:

Кset - коэффициент использования объема отстойника; по СНиП /1/.

Dset - диаметр вертикального отстойника, м;

den- диаметр центральной трубы вертикального отстойника;

uo- гидравлическая крупность взвешенных частиц, задерживаемых в отстойнике.

tb - турбулентная составляющая скорости осаждения, tb=0–0,05 мм/сек в зависимости от скорости воды в отстойнике /1/;

2,8 = 3,6 *  / 4.

qset = 2,8*0,45*(182-2,52)*(3,30 -0)=1321,2 м3/час.

^ 4. Необходимое количество отстойников n определяется по максимальному часовому притоку сточных вод и по производительности одного сооружения:

n = qmax/ qset.

n =2248,3/1321,2=1,7 =2

принимаем 2 радиальных отстойника.

^ 5. Уточняем эффект осветления

qset=qmax/ n

qset=2248,3/10=224,83 м3/час.

Uo= qset/[2,8 * Кset * (D2set - d2en )]+ tb

Uo=224,83/[2,8*0,35*(92-1,42)]=2,90 мм/с

tset = 1000*Hset*Kset/[Uo*(Kset*Hset/h1)n]

tset = 1000*3,6*0,35/[2,90*(0,35*3,6/500)0,26]=2017с. Это соответствует эффекту осветления, по табл.30 /1/, Э = 52%.

Фактическая концентрация взвешенных веществ в осветленной воде составит:

Сexвзв = Сenвзв * (100% - Э%)/100% = 276,6 * (100 – 52)/100 = 132,77 мг/л, что не превышает 150 мг/л.

^ 6. Количество осадка, выделяемого при первичном отстаивании, определяется по формуле:




Обычно для расчетов сооружений необходимо бывает знать количество осадка, выделенного в час максимального притока Qmudmax час (м3/час) или в сутки Qmudсут (м3/сут). Соответственно в формуле |3.5|:

qw – расход сточных вод в час максимального притока qmax (м3/час) или в сутки Qсут (м3/сут);

Сenвзв и Сexвзв - концентрации взвешенных веществ в сточных водах соответственно до осветления и после него, мг/л;

Рmud – влажность осадка в отстойнике, %; при удаления осадка из сооружения под гидростатическим давлением Рmud= 95%, при удалении механизированным способом (насосами, эрлифтами и т.п.) Рmud = 93%;

mud – плотность осадка, выделенного в отстойниках; при влажности более 80% плотность осадка примерно равняется плотности воды: mud= 1г/см3 (кг/л). По внешнему виду осадок представляет собой грязную воду.

Qmud сут = 35500*(276,6-132,77)/[(100-95)*1*104] =102,12 м3/сут

Qmudmax час =2248.3 *(276,6-132,77)/[(100-95)*1*104]=6,47 м3/час

^ 7. Периодически накопленный осадок должен удаляться из сооружений.

Осадок удаляется из сооружения под гидростатическим давлением. Интервал времени между выгрузками осадка tвыгр определяется по формуле

tвыгр = Wmud* n / Qmud

где: Wmud– объем зоны накопления осадка (конической части) типового отстойника.

tвыгр = 113,1* 10 / 102,12 = 11 суток

То есть, осадочная часть принятых типовых сооружений способна вместить 11-ти суточное количество осадка. Однако, во избежание загнивания и чрезмерного уплотнения субстрата принят интервал времени между выгрузками tвыгр = 2 сут.

Водоизмерительное устройство

Водоизмерительный лоток используется для определения количества сточных вод, поступающих на очистные сооружения, в качестве водоизмерительного устройства применяется лоток Вентури. По максимальному притоку сточных вод = 2248,3 м/ч подбирается лоток Вентури. Его размеры: длина -7800 мм; ширина -900 мм; глубина -1200 мм.

Потери напора в лотке составляют 200 мм = 0.2 м


^ 5.БИОХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА


5.1 Аэротенк


Len=169 мг/л

150< Len<300 мг/л проектируем аэротенк – вытеснитель с регенератором.

Расчет аэротенка:

^ 1. Степень рециркуляции активного ила.

Ri=

где:

ai – доза ила в аэротенке, устанавливается в результате технико-экономических расчетов.(ai=3г/л)

Ji – иловый индекс( в первом приближении Ji=100 см3/г)


Ri=3/[(1000/100)-3]=0,43

^ 2. Величина БПКполн. воды, поступающей в начало аэротенка – вытеснителя с учетом разбавления циркуляционным илом.


Lmix=

где:

Len – БПКполн воды поступающей в аэротенк

Lex – БПКполн очищенной воды, при полной биологической очистке Leх=15 мг/л

Lmix =169+15*0,43/(1+0,43)=173,51 мг/л

^ 3. Период пребывания сточных вод в аэротенке.

tatv ===1,53 ч.

^ 4. Доза ила в регенераторе.

ar==6,49 г/л

5. Удельная скорость окисления

ρ=

по таблице №40 СНиП /1/ для городских сточных вод принимаем

ρmax= 85 мг*БПКполн/(г*ч)

Kl = 33 мгБПКполн/л

К0 = 0,625 мгО2/л

φ = 0,07 л/г

S = 0.3

С0=2 мг/л определяется оптимизационным расчетом

ρ==16,64 мгБПКполн/(г*ч)

^ 6. Продолжительность окисления.

to= =4,74 ч.

7. Продолжительность регенерации ила

tr= to- tatv =4,74-1,53 =3,21 ч.

^ 8. Подолжительность пребывания в системе аэротенк – регенератор.

t=(1+Ri)*tatv+Ri*tr =(1+0,43)*1,53+0,43*3,21=3,57 ч.

9. Объем аэротенка и регенератора

Wat=tatv*(1+Ri)*qat

qat = 1933,54 м3/час по заданию.

Wat=1,53*(1+0,43)*1933,54=4230,4 м3

Wr = tr*Ri*qat=3,21*0,43*1933,54=2668,87м3

^ 10. Уточнение илового индекса

Определяем среднюю дозу ила в системе.

aimix ==4,35 г/л

Определяем нагрузку на ил

qi= =340 мгБПКполн/(г*сут)

По таблице №41 СНиП /1/ по величине qi определяем Ji=74 см3/г. величина илового индекса отличается от принятой ранее Ji=100 см3/г.

Повторяем расчет с учетом новой величины илового индекса

^ 1. Степень рециркуляции активного ила

Ri=3/[(1000/74)-3]=0.285

2. Величина БПКполн. воды, поступающей в начало аэротенка – вытеснителя с учетом разбавления циркуляционным илом

Lmix =169+15*0,285/(1+0,285)=172,33 мг/л

^ 3. Период пребывания сточных вод в аэротенке

tatv ==1,53 ч.

4. Доза ила в регенераторе

ar==8,26 г/л

^ 5. Удельная скорость окисления

ρ==15,33 мгБПКполн/(г*ч)

6. Продолжительность окисления.

to= =6,1 ч.

^ 7. Продолжительность регенерации ила

tr=6,1-1,53 =4,57 ч.

8. Продолжительность пребывания в системе аэротенк – регенератор.

t =(1+0,285)*1,53+0,285*4,57=3,27 ч.

^ 9. Объем аэротенка и регенератора

Wat=1,53*(1+0,285 )*1933.54=3801,44 м3

Wr = 4,57*0,285*1933,54=2518,34 м3

10. Уточнение илового индекса

Определяем среднюю дозу ила в системе.

aimix ==5,09 г/л

Определяем нагрузку на ил

qi==317,23 мгБПКполн/(г*сут)

По таблице №41 СНиП /1/ по величине qi определяем Ji=72 см3/г. величина илового индекса не значительно отличается от принятой ранее Ji=74 см3/г.

Дальнейшей корректировки не требуется.

^ 11. Определим процент регенерации

%==40%

Wat+Wr=2518,34+3801,44=6319,78 м3

Принимаем две рабочие секции:

Объем секции 3160 м3

Длина секции = 60 м

Число коридоров = 2

Ширина коридора = 6 м

Рабочая глубина = 4,4 м.

5.2 Расчет системы аэрации


Для аэрации применяем мелкопузырчатые аэраторы – фильтросные пластины.

^ 1. Удельный расход воздуха




где:

q0 – удельный расход кислорода воздуха
по СНиП /1/ при полной биохимической очистке 1,1 мг.

К1 – коэффициент учитывающий тип аэратора. Для мелкопузырчатых аэраторов принимается в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка по табл.№42 СНиП /1/.
при faz/fat=0.2 К1=1,68 Jamax=20 м3/м2*ч

К2 – коэффициент зависящий от глубины погружения аэраторов, принимается по табл.№43 СНиП /1/.
ha=Hat– hвл
hвл – высота воздушного лотка. Принимается равной 0,3 м.
hа =4,4 – 0,3 = 4,1 м
К2=2,56 Jamin=3,45 м3/м2*ч

Кт – коэффициент учитывающий температуру
Кт = 1 + 0,02*(Tw – 20)
Tw – среднемесячная температура воды за летний период, оС
Кт = 1 + 0,02*(17 – 20) = 0,94

Кз – коэффициент качества воды, для городских сточных вод по СНиП /1/ равен 0,85.

Са – растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л
Са =
Ст – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, определяется по табл.№ 3.5 /5/
Ст =9,60 мг/л.
Са = 11,51 мг/л.

Со – средняя концентрация кислорода в аэротенке, в первом приближении 2 мг/л.


=5,18 м3/м3св.

^ 2. Интенсивность аэрации

Ja ==5,18*4,4/3,27 = 6,97 м3воз/м2пл.*ч

Проверяем входит ли Ja в диапазон от Jamin до Jamax

5<6,97<20

Определяем расход воздуха

Qair = Ja*Fat =6,97*(60*6*2)*2=10036,8 м3/ч

Проверка:

Qair = qair*Qat=5,18*1933,54= 10015,7 м3/ч

Погрешность 0,2 %, что в пределах нормы (10%)

Принимаем расход равный 10036,8 м3/ч

^ 3. Определяем количество аэраторов

Площадь аэрируемой части:

Faz=0,2*Fat =0,2*(60*6*2)*2=288 м2

Принимаются аэраторы АР-300М серии «Аква-Пласт»

Необходимое количество аэраторов n(шт):

n = faz/Fair = 288/0,07 = 4114 (шт)

где fair - площадь одного аэратора, fair=π.d2/4=3,14*(0,3)2/4=0,07 м2;

^ 4.Расход воздуха через один аэратор составит:


Jair = Qair/n = 10036,8/4114 = 2,44 м3/час,

что не входит в допустимый диапазон 3-7 м3/час.

Если Jair не входит в допустимые пределы, то необходимо изменить соотношение faz/fatи все пересчитать заново; соотношение faz/fatне должно быть меньше 0,1. Принимается faz/fat=0,15;

тогда K1=1,58;

=5,51м3/м3

Ja==5,51*4,4/3,27=7,41м3/м2*час

Qair=Ja*Fat=7,41*(60*6*2)*2=10670,4м3/ч

faz=0,15*fat=0,15*(6*2*60)*2=216 м2

n=3086 (шт);

Jair=3,46м3/час, что входит в допустимый диапазон 3-7 м3/час.

В соответствии с требованием СНиП/1/ число аэраторов в регенераторе и на первой половине длины зоны аэрации (в пересчете на единицу длины сооружения) принимается вдвое больше, чем на второй половине длины зоны аэрации.

5. Далее выполняется пневматический расчет системы аэрации и выбираются воздуходувки.

5.1. Сначала вычерчивается план аэротенка с системой воздуховодов и воздушных стояков, а затем - расчетная аксонометрическая схема воздуховодов.

5.2.Выполняется пневматический расчет системы. Система представляет собой напорную тупиковую сеть. Необходимо определить расчетные расходы по участкам, подобрать диаметры участков, определить потери давления при подаче воздуха от воздуходувок до воды в аэротенке. Подробный пример расчета воздуховодов, расчетные таблицы, рекомендуемые параметры работы системы, марки воздуходувок и параметры их работы приводятся в справочнике «Канализация населенных мест и промышленных предприятий» под редакцией В.Н.Самохина, Стройиздат, 1981г.

В курсовом проекте полный пневматический расчет выполнять не требуется, но выбрать воздуходувки необходимо.

3)Определение требуемого давления воздуходувки Р(мПа) производится по формуле:

P = Pатм + DP + Pat,

где:

Pатм – величина атмосферного давления, Pатм = 0,1 мПа,

DP – потери давления в системе:



DP = DPl + DPмс+ DPair

В формуле:

(DPl+DPмс)- сумма потерь давления по длине и в местных сопротивлениях; рекомендуется диаметры воздуховодов подбирать так, чтобы сумма потерь(DPl+DPмс) составляла 0,003-0,0035 мПа,

DPair – потери в аэраторах, принимаются по таблице №; для аэратора АР-300М серии «Аква-Пласт» DPair = 0,0015-0,003 мПа;


Pat – давление слоя воды в аэротенке:

Pat=r*g*hа,

где:

- r – плотность воды, r=1000 кг/м3,

- g – ускорение свободного падения, g=9,8 м/сек2,

- hа – глубина погружения аэратора, hа = 4,1 м;

Pat = 1000*9,8*4,1 = 40180 Па = 0,04018 МПа.


Тогда требуемое давление воздуходувки Р(мПа)составит:

P=0,1+0,0035+0,003+0,04018=0,14668 МПа.

По требуемому давлению P=0,14668 МПа и по расходу воздуха Qair= 10670,4 м3/час подбираем турбовоздуходувку ТВ-300-1,6 (один рабочий и один резервный агрегат).


Параметры аэраторов



Название аэратора

Параметры

Основные размеры

Стандартная

эффективность переноса кислорода


Рабочий расход воздуха на аэратор

Потери давления кПа

Дисковый аэратор АР-300М серии»Аква-Пласт»

d=300 мм

22-27%

3-7 м3/час*шт

1,5-3,0


5.3 Вторичные отстойники.

Вторичные отстойники предназначены для осветления сточных вод, подвергшихся биохимической обработке в аэротенках или биофильтрах. Они используются для отделения активного ила или биоплёнки, поступающей вместе с очищенной водой.

Вторичные отстойники конструктивно аналогичны первичным отстойникам.

Число отстойников принимается не менее 3-х (все рабочие).

Вертикальный отстойник по табл.№3.1 /6/:

Dset=18 м – диаметр

den = 2,5 м – диаметр центральной трубы

Hset = 3,1 м – глубина зоны осветления

Kss =0,45 – коэффициент использования объема зоны отстаивания.

^ 1. Рассчитываем гидравлическую нагрузку.



ai, Ji – из расчета аэротенка( ai=3г/л Ji =72см3/г)

at – концентрация взвешенных веществ в осветленной воде (вынос ила из отстойника) равная 15 мг/л.

=1,708м3/м2пл.*ч


^ 2. Требуемая общая площадь отстойников.

Fобщ = Qmax/qssa =1933,54/1,708=1132,05 м2


3. Определение количества отстойников.

Fтип=π*D2set/4 = 3.14*182/4=254,34 м2

n=Fобщ/Fтип =1132,05/254,34=4.45

Принимаем 5 отстойников.

^ 6 ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД


Для уничтожения патогенных микроорганизмов и исключения заражения водоема сточные воды перед спуском должны быть обеззаражены.


Расчет хлораторной:


1. Расход хлора.

По СНиП /1/, доза хлора после полной биологической составляет 3 г/м3.

Расход хлора в час

qCl=ДCl*Qmax = 3*2248,3/1000=6,74 кг/ч

Расход хлора в сутки

q/Cl=ДCl*Qсут = 3*35500/1000=106,5 кг/сут

2. Определим количество баллонов, для обеспечения часовой производительности.

nбал =qCl/Sбал

Применяем баллоны вместимостью 40 л, установленные вертикально и содержащие 50 кг жидкого хлора.

Sбал =0,7– средний выход хлора, принимаем по табл. №5.1 /5/.

nбал =6,74/0,7=9,63


За сутки будет использовано 106,5/50 =2,13 баллона. При выработке газов из 3-х баллонов, запас хлора хватит на 3/2,13=1,41 суток.

3. Расход воды питьевого качества.

Q=qCl*qв=6,74*0,4=2,696 м3/ч

где: q