Реферат: 1. общие положения

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.


Основной целью выполнения настоящего проекта является разработка технических решений по внедрению эффективного и экологически безопасного метода очистки хозяйственно- бытовых сточных вод

п. Борисоглебский Ярославской области до требований, предъявляемых СанПиН 2.1.5980-00 и ПДК загрязнений в воде водоемов хозяйственно – питьевого водопользования.


2. ОБЩИЕ ДАННЫЕ.
Площадка очистных сооружений канализации расположена за чертой п. Борисоглебский, к юго-востоку от основной жилой застройки на правом берегу р. Устье. Общая площадь – 1,034 га.. В северном направлении от площадки на расстоянии около 30 м протекает река Устье.
Поселок расположен в зоне умеренно-континентального климата с умеренно теплым и влажным летом, умеренно-холодной зимой и ярко выраженными сезонами весны и осени и относятся ко второму климатическому поясу. Континентальность климата характеризуется суточными, месячными и годовыми колебаниями температуры. Среднегодовая температура - плюс3,2оС. Наибольшее количество осадков приходиться на весенне- летний период. Число дней со среднесуточной температурой ниже 0 град- 152. Годовое количество осадков –600- 700 мм. Средняя температура января - минус11,9 град., июля - плюс 17,6 град.


Минимальное расстояние от границы площадки очистных сооружений до жилой застройки- 280 м

Инженерно - геологическое обследование земельного участка для реконструкции очистных сооружений хозяйственно - бытовой канализации п. Борисоглебский выполнялось в ноябре 2007г

По данным инженерно- геологических изысканий на основании визуального описания, лабораторных исследований грунтов и в соответствии с нормативными документами на участке выделены следующие инженерно- геологические элементы (ИГЭ):

ИГЭ-1 Глина темно- коричневая, тугопластичная.

ИГЭ-2 Песок средней крупности, с прослоями мелкого,

серовато-коричневый, средней плотности,

влажный и водонасыщенный.

ИГЭ-3 Суглинок коричневый, серовато- коричневый,

полутвердый и тугопластичный, с включениям гравия

и гальки до 10-15%, местами с частыми прослоями

песка и супеси.


Глубина появления и установления уровня грунтовых вод в скважине вскрыты на глубине 3.0-3.3м.

Сезонное промерзание грунтов, нормативная глубина которого, согласно п. 2.27 СН и П 2.02.01-83* , составляет 1.8 м.


^ 2.1 ОСНОВАНИЯ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ДОКУМЕНТЫ.


Настоящий рабочий проект выполнен на основании муниципального контракта № 01-22 от 10.05.2007г с Администрацией Борисоглебского муниципального района в соответствии с техническим заданием к нему и предусматривает реконструкцию канализационных очистных сооружений п. Борисоглебский.

Заказчик- Администрация Борисоглебского муниципального района.

Генеральная проектная организация - ООО «Энергостроймонтаж-АПЭ»

г. Ярославль.

Сроки строительства -2008г.


^ 3. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН И ТРАНСПОРТ.


3.1.ПЛАН ОРГАНИЗАЦИИ РЕЛЬЕФА.


План рельефа разработан в связи с реконструкцией очистных сооружений канализации п. Борисоглебский. Проектные работы по реконструкции очистных сооружений канализации выполнены в границах существующего земельного участка. Участок очистных сооружений в геоморфологическом отношении расположен на склоне Клинско- Даниловской моренной гряды, на участке Борисоглебской возвышенности. Поверхность участка ровная с общим уклоном в сторону реки.

Абсолютные отметки поверхности земли по устьям выработок 105.25-105.50-107.95 м

^ 3.2. ОБЪЕМНО- ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ

На площадке реконструкции существующих очистных сооружений вновь возводятся:

Две тангенциальные песколовки.

Распределительная камера.

Компактные установки «КУ-200» модернизированные -3шт.

Блок глубокой доочистки на установках «Тверь».

Установка обеззараживания стоков УОВ 50м -65С –3шт.

Песковая площадка.

Иловые площадки.-2шт.


^ 3.3.ПЛАН АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ.


Для подъезда к очистным сооружениям запроектирован автопроезд с площадкой для разворота автотранспорта. Проектируемый автопроезд является одновременно проездом для обеспечения противопожарных мероприятий. Минимальная ширина проездной части согласно СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги» принята 4,5м, обочин 1м. Тип дорожной одежды принят: покрытие щебень фракции 40-70 мм толщина слоя- 0,180м, подстилающий слой- песок среднезернистый-0,520м

3.4. БЛАГОУСТРОЙСТВО.

Благоустройство проектом предусматривается осуществить в следующем объеме:

выполнить очистку территории в пределах сооружений от сорняков;

произвести срезку растительного слоя и его рекультивацию;

произвести планировку территории до проектных отметок;

проложить автодороги с площадками для разворота автомобилей с устройством дорожной одежды;

организовать площадку для сбора твердых бытовых отходов в

контейнеры.


^ 4.СУЩЕСТВУЮЩАЯ СИСТЕМА КАНАЛИЗАЦИИ.


Сточные воды поселка от станции перекачки напорным коллектором

dу150мм подаются в приемную камеру, где происходит отделение грубых частиц мусора на решетках. Из приемной камеры стоки подаются 3-мя трубопроводами в три компактные установки «КУ- 200». Емкостной блок

«КУ – 200» выполнен из стальных конструкций. Производительность каждого блока очистки – 200 м3/ сут. Каждая емкость компактной установки КУ-200 разделена на три зоны: зону аэрации (аэротенк), зону отстаивания (отстойник) и зону аэробного сбраживания (стабилизатор). В зону аэрации каждой емкости подается активный ил и воздух от воздуходувной станции. Сточная жидкость в зоне аэрации активно смешивается с кислородом воздуха и активным илом, в результате чего происходит адсорбция активным илом загрязнений сточных вод и окисление легко окисляющихся веществ, растворенных в сточной жидкости. После аэротенка стоки поступают в зону отстаивания, где активный ил оседает на дно отстойника. Ил, выпавший в отстойнике, перекачивается частично в зону аэрации для повторного использования (возвратный ил), а частично в зону аэробного сбраживания - стабилизаторы (избыточный ил), где он окисляется при подаче воздуха через барбатажные трубы и через 10-15 дней режима окисления выпускается на иловые карты. Очищенная сточная вода из зоны отстаивания емкостных блоков отводится по трубопроводу через систему колодцев в песчано - гравийный фильтр на доочистку. Иловые площадки представлены тремя картами. Общая площадь иловых площадок 850м2. Размеры каждой карты равны 24,0 х 12,0 (м). Биологически очищенные стоки собираются в сборном колодце, откуда по трубопроводу поступают в контактный резервуар для обеззараживания. Обеззараживание осуществляется раствором гипохлорита натрия, который получается методом электролиза раствора поваренной соли на установке непроточного типа

ЭН-5. После 30- минутного контакта стоки собираются в сборный колодец и направляются на выпуск в р. Устье.

Дренажные воды от иловых площадок собираются в колодце, откуда насосом подаются в приемную камеру очистных сооружений. Выпавший в контактном резервуаре ил через систему илососов собирается в 2-х иловых колодцах, откуда сбрасываются по мере накопления на иловые площадки.

^ 5.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ


5.1.Количество и состав сточных вод

Расчет водоотведения хозяйственно - бытовых сточных вод.


^ Количество поступающих на очистку стоков - 750 м3/сут. Состав поступающих на очистку хоз-бытовых сточных вод:
Взвешенные вещества 245 мг/л

БПК пол 225 мг/л

Азот аммонийный 46,6 мг/л

Фосфаты 7-22 мг/л

Состав и свойства очищенной сточной воды должны отвечать требованиям «Правил охраны поверхностных вод» СанПиН 2.1.5980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод. 2.1.5.Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов» (Минздрав России, Москва 2000г.),

На очистных сооружениях канализации после реконструкции предусматривается достижение качества очищенных сточных вод, допускающего сброс в водоемы рыбохозяйственного значения, т.е. соблюдается СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования по охране поверхностных вод», Минздрав России, Москва 2000г; СанПиН 4630-88 «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения» (Министерство здравоохранения СССР, Москва 1988г)

Допустимые концентрации загрязнений в очищенной сточной воде не превышают значений, указанных в таблице:


№№п/п

Наименование показателей

Единицы измерения

Кол-во

1.

БПКпол

мг О2/л

3

2.

Взвешенные в-ва

мг/л

3

3.

ХПК

мгО2/л

15

4.

Азот аммонийных солей (NH4)

мг/л

0,4

5.

Азот нитратов (NO3-N)

мг/л

9,1

6.

Азот нитритов (NO2-N)

мг/л

0,02

7.

Нефтепродукты

мг/л

0,05

8.

Фосфаты

мг/л

0,5

9.

Хлориды

мг/л

300

10.

Сульфаты

мг/л

100

11.

Растворенный кислород

мг/л

4

12.

Общие колиформные бактерии (ОКБ)

КОЕ/100мл

<500

13.

Термотолерантные колиформные бактерии

КОЕ/100мл

<100

14.

Колифаги

БОЕ/100мл

<100

^ 6.ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД.


Для очистки сточных вод п. Борисоглебский в количестве 600 м3/сут. установлены и работают три установки «КУ-200» производительностью

200 м3 /сут. каждая. Работа этих установок основана на биологическом методе очистки и рассчитаны на обеспечение эффекта полной биологической очистки 600 м3/сут. с содержанием в очищенной сточной воде взвешенных и органических соединений, оцениваемых по БПКпол не более 15мг/л.

Современные экологические требования к качеству очищенной сточной воды предписывают, что содержание взвешенных веществ и БПКпол не должно превышать 3-5мг/л. Требуемая эффективность снижения концентрации загрязнений, присутствующих в сточных водах, по большинству видов составит 97-99%.

В процессе биологической очистки сточных вод в аэротенках снижение концентрации загрязнений по основным показателям (БПКпол., взвешенные вещества, азот аммонийных солей и т.д.) происходит только на 90-95%. Поэтому требуется дополнительная ступень очистки сточных вод – глубокая очистка с доведением показателей загрязнений до требуемого уровня.

Вместе с тем в процессе очистки должны удаляться и соединения азота (нитраты и нитриты), образующиеся в процессе окисления аммонийного азота- нитрификации. Удаление этих соединений происходит в процессе денитрификации, причем, кислород нитратов используется денитрифицирующими бактериями для окисления углеводородов в условиях дефицита растворенного кислорода.

Для реализации вышеизложенного технологического процесса может быть применена технология глубокой биологической очистки бытовых сточных вод в соответствии с рекомендациями Московского НИИ КВОВ, НИИ ВОДГЕО, ЦНИИЭП «Инженерное оборудование».

Предлагаемая технология для получения заданного качества очищенной сточной воды разработана с учетом существующих сооружений.

Результаты научно- исследовательских работ НИИ КВОВ, НИИ

ВОДГЕО и опыт эксплуатации современных очистных сооружений канализации показывают, что наиболее перспективной для достижения предъявленных требований является технология трехступенчатой глубокой биологической очистки.

Технология включает:

I ступень- анаэробная обработка сточной воды с использованием прикрепленной микрофлоры в денитрификаторах.;

II ступень – аэробная очистка с использованием комплекса взвешенной микрофлоры в существующих модернизированных установках «КУ-200»;

III ступень- аэробная очистка с использованием комплекса взвешенной и прикрепленной микрофлоры на стадии глубокой доочистки на установках заводского изготовления «Тверь».

Применение смешанной микрофлоры (плавающей и закрепленной на насадке) сообщает устойчивость технологическому процессу к негативным воздействиям: перебоям в электроэнергии, сбросу со сточными водами вредных для микрофлоры веществ.

Глубокая доочистка сточной воды после компактных установок осуществляется в закрытых установках заводского изготовления типа «Тверь».

Результаты научно-исследовательских работ НИИ КВОВ, НИИ ВОДГЕО и опыт эксплуатации современных очистных сооружений канализации показывают, что данная технология трехступенчатой, глубокой биологической очистки является наиболее перспективной для достижения предъявляемых требований к качеству очистки стоков. Технология оценена не только по физико-химическому составу очищенной сточной воды, но и по обобщенному экологическому показателю с использованием в качестве тест культуры Daphnia maqna. По этому показателю очищенная вода охарактеризована как приближенная к природной, а технология – как экологически чистая.


^ 7.ЭФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ СТОКОВ

Концентрация загрязнений сточных вод приведена усредненная по результатам анализов сточных вод на входе на очистные сооружения.


Наименование вредных веществ в стоках.

Единица измерения

ДО очистки

После очистки

Предельно допустимые сбросы (ПДС)

Взвешенные вещества

Мг/л

245

3-5

9,25

БПКпол

-//-

225


3-5

3-5

Азот аммонийных солей (NH4)

-//-

46,6

0,39

0,5

Фосфор общий

-//-

7-22

-

-

СПАВ

-//-

2,5

0,2

0,2

Азот нитритов(NO2-N)

-//-

─

0,02

0,08

Азот нитратов

(NO3-N)

-//-

─

9

40

Фосфаты по P2O5

-//-

─

0,5

0,5

9.Общие колиформные бактерии (ОКБ).

КОЕ/100мл

(число бактерий в100мл )

24000


<500

Допустимые

уровни

500

10.Термотолерантные колиформные бактерии(ТКБ)

КОЕ/100мл

(число бактерий в100мл )

24000


<100

-//-

100

11.Колифаги

БОЕ/100мл

(Число бляшкообразующих

единиц в100мл)


200


-

-//-

100

12.Температура

оС

10-14

10-12




13.Водородный показатель

(РН)

6,5-8,5)

7,5-7,8




14. Растворенный кислород

мг/л

4

4

4

15. Запахи, привкусы

балл




Вода не должна приобретать запахи интенсивностью более 2 балла


1-2

16. Окраска







Не должна обнаруживаться в столбике 10 см






^ 8. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТИРУЕМОМ ОБЪЕКТЕ.

РЕКОНСТРУКЦИИ.

Очистные сооружения канализации п. Борисоглебский запроектированы на мощность 600 м3/сут. на 3-х компактных установках КУ-200. В настоящее время существующие очистные сооружения канализации работают на мощность 700 м3/сут хозбытовых стоков. Работа 3-х компактных установок КУ-200 рассчитана на обеспечение эффекта биологической очистки 600 м3/сут. хоз- бытовых сточных вод с содержанием в очищенной сточной воде взвешенных и органических соединений, оцениваемых по БПКпол не более 15мг/л.

Проектом реконструкции предусматривается увеличение мощности на перспективу до 750 м3/сут с обеспечением качества очищенных стоков предписываемых современными экологическими требованиями к сточной воде, а именно, содержание взвешенных веществ и БПКпол не должно превышать 3-5мг/л.

Реконструкция очистных сооружений п. Борисоглебский будет осуществляться на участке существующих очистных сооружений канализации. Дополнительные земли под строительство не выделяются. Очистка сточных вод будет осуществляться на 3-х модернизированных компактных установках «КУ-200». Для проведения процесса денитрификации устанавливается дополнительно на каждую компактную установку денитрификатор с загрузкой типа «Ерш», в который будет сбрасываться избыточный циркулирующий активный ил и иловая смесь с аэротенков. Использование загрузки типа «Ерш» позволяет увеличить окислительную мощнось денитрификатора.

Для доведения качества очистки сточных вод до показателей СанПиН 2.1.5980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод», устанавливается дополнительная ступень очистки- глубокая доочистка.

Очистка стоков включает в себя:

1.Механическую очистку стоков.

2.Полную биологическую очистку.

3.Глубокую доочистку.

В проекте закладывается строительство нового узла обеззараживания сточных вод с помощью УФ излучения.


Выводы: Данные мероприятия по реконструкции позволят, на существующих компактных установках за счет их модернизации и применив ΙΙ ступень очистки- глубокую доочистку, увеличить производительность очистных сооружений до 750 м3/сут, улучшить качество очистки стоков и довести основные показатели очищенных стоков до норм предельно допустимых сбросов в водоемы.


^ 9.ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ.


Биологическая очистка сточных вод осуществляется на трех модернизированных компактных установках по следующей схеме.

Сточные воды поселка от станции перекачки напорным коллектором

подаются в камеру гашения напора поз 1 и далее самотеком поступают в две тангенциальные песколовки поз 21,2, где происходит выделение из сточной воды нерастворенных минеральных веществ, преимущественно песка. После заполнения песколовки осадком до проектной высоты ее выключают из работы закрытием шибера на входе. Осевший в песколовке песок удаляется под действием гидростатического давления на песковую площадку для подсушивания до влажности 60%. Песковая площадка с ограждающими валиками высотой 1м. Дренажная вода с песковой площадки отводится самотеком в дренажную насосную станцию (ДНС), откуда напорным коллектором подается в «голову» очистных сооружений.

Осветленная сточная вода из песколовки поз 21,2 далее поступает в распределительную емкость поз3, откуда самотеком поступает на три компактные установки «КУ-200» состоящие из денитрификатора, аэротенка и вторичного отстойника. Сточные воды поступают вначале в денитрификаторы поз .4. Сюда же из аэротенка компактной установки «КУ-200» подается иловая смесь, содержащая нитраты, образующиеся при окислении аммонийного азота, всегда присутствующего в хоз-бытовых сточных водах. В денитрификаторе поз.4 ил и сточные воды перемешиваются за счет барботажа воздухом, поступающим из системы перфорированных труб. В виду крупности воздушных пузырей практически исключается растворение в воде кислорода, поступающего с воздухом. В условиях дефицита кислорода денитрифицирующие бактерии ила используют кислород нитратов из иловой смеси для окисления органических загрязнений сточных вод, поступающих на очистку. В результате образуется азот, который выделяется в атмосферу. В денитрификаторе используются носители прикрепленного биоценоза типа «Ерш». Клеточная иммобилизация – это процесс, при котором клетки прикрепляются к какой - либо поверхности так, чтобы их гидродинамические характеристики отличались от характеристик свободноплавающего ила. Важным преимуществом использования системы закрепленных клеток является их устойчивость к перепадам гидравлической нагрузки и залповым поступлениям загрязнений.

После денитрификатора поз.4 сточные воды поступают в аэротенк- нитрификатор поз 5 по двум распределительным трубам, проходящим по продольным стенкам. В аэротенке сточные воды смешиваются с циркуляционным активным илом, который подается эрлифтом из отстойной зоны вторичного отстойника поз. 6 компактной установки «КУ-200». Подача воздуха в аэротенки на аэрацию и биохимическое окисление осуществляется от воздуходувки поз. 7. с помощью пористых аэраторов типа «Полипор» проложенных по дну аэротенка.

Процесс биологической очистки сточных вод в аэротенке можно разделить на три стадии. В первой, начальной стадии сразу же после смешения в аэротенке поступивших сточных вод с активным илом происходит адсорбция активным илом загрязнений сточных вод и окисление легко окисляющихся веществ. В результате происходит резкое снижение БПК очищаемых сточных вод ( на 40-60%).

Часть растворенных, трудно окисляемых органических соединений переходит в состояние, легко усваиваемое микроорганизмами биоценоза второй стадии процесса. В результате в аэротенке развивается микрофлора, окисляющая органические соединения, нитрифицирующая, денитрифицирующая и поглощающая соединения фосфора. Во второй стадии процесса происходит окисление медленно окисляющихся веществ и регенерация активного ила. Скорость потребления кислорода во второй стадии значительно ниже, чем в первой. В третьей стадии процесса происходит нитрификация аммонийных солей и скорость потребления кислорода вновь возрастает.

Из аэротенка компактной установки водно-иловая смесь поступает в отстойную зону компактной установки «КУ-200» (вторичный отстойник) поз 6, расположенную в центре компактной установки. В отстойнике происходит отделение находящегося во взвешенном состоянии биоценоза от биологически очищенной сточной воды. Осевший в отстойнике активный ил, с помощью эрлифтов возвращается в аэротенк и денитрификатор. Биологически очищенная сточная жидкость поднимается к поверхности отстойной зоны, переливается через треугольник водослива в сборный лоток и по нему отводится из компактной установки «КУ-200» на установку глубокой доочистки (см проект ЗАО Торговый дом «Инженерное оборудование»).

Избыточный активный ил периодически, по достижении дозы 5г/л из вторичных отстойников сбрасывается с помощью эрлифтов на иловые площадки и частично в денитрификаторы . Очищенные сточные воды с установки глубокой доочистки подвергаются обеззараживанию на установке «УОВ – 50м –65С» с помощью ультрафиолетового облучения.


^ Узел обеззараживания сточных вод.


Узел обеззараживания сточных вод размещается в существующем производственном здании.

Обеззараживание с помощью ультрафиолетового облучения (УФО), является эффективным, экологически безопасным и надежным методом обеззараживания. Действие ультрафиолетового (УФ) излучения вызывает нарушения в структуре мембран и клеточных стенок микроорганизмов. Все это в конечном итоге приводит к их гибели. УФ-лучи уничтожают не только вегетативные, но и спорообразующие бактерии, которые при хлорировании обычными нормативными дозами хлора сохраняют жизнеспособность.

Камера обеззараживания ультрафиолетовой установки изготовлена из нержавеющей стали. Внутри камеры располагаются бактерицидные УФ лампы, заключенные в прозрачные кварцевые чехлы, которые защищают лампы от контакта с водой. На камере находятся подводящие и отводящие патрубки, пробоотборники, УФ датчик. Вода, проходя через камеру обеззараживания, непрерывно подвергается облучению ультрафиолетом, который убивает все находящиеся в воде микробы: вирусы, бактерии и их споры, простейшие, цисты, грибы, дрожжи и плесень. Установка обеспечивает надежное обеззараживание в широком диапазоне качества обрабатываемой воды. Эффект обеззараживания мгновенный – 3-5 сек

Максимальным бактерицидным эффектом обладает У- ф излучение в радиусе ~ 3 см с длиной волны 250-290нм. Его обеззараживающее воздействие обусловлено повреждением болезнетворных бактерий за счет фотохимической лучистой энергии. При дозе облучения 16-25мВт/см2 метод Уф облучения обеспечивает 99,99-100% инактивацию воды при исходных индикаторных показателях загрязненности: общее микробное число-35до 22х103кл/мл, общие колиформные бактерии – до 2000ед/100мл. термотолерантные колиформные бактерии-до 200ед/ 100мл, колифаги-до 15ед/100мл.

Полностью очищенные и обеззараженные стоки сбрасываются в реку Устье.


^ 10.РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.


Производительность очистных сооружений канализации –750м3/сут.

Стоки- хозяйственно- бытовые.
Среднечасовой расход равен: qср == 8,68л/с ^ Коэффициент неравномерности притока сточных вод:
Максимальный — Кgenmax =2,23
Минимальный — Kgen min = 0,33 ^ С учетом коэффициента неравномерности: Максимальный расчетный расход сточных вод равен: Qmax = 31,25х2,23=69,7м3/час
Минимальный расчетный расход сточных вод равен: 31,25х0,33=10,3м3час
^ Состав поступающих на очистку хоз-бытовых сточных вод принят усредненный по результатам анализов сточных вод. Взвешенные вещества 245 мг/л
БПКпол 225 мг/л

Азот аммонийный 46,6 мг/л

Фосфаты 7-22мг/л

В соответствии с требованиями СНиП 2.04.03-85 содержание биогенных элементов в сточных водах должно соответствовать соотношению

БПКпол: N: P=100 : 5 :1

Концентрация азота: Са= 5хБПК /100=5х225 / 100=11,25 мг/л

Концентрация фосфора: Сф =1х БПК /100 =1х225/100=2,25мг/л

Необходимое кол-во азота и фосфора для жизнедеятельности микроорганизмов ила составляет:

Азота- 11,25 мг/ л

Фосфора –2,25 мг/л

В стоках, поступающих на очистку, количество азота и фосфора составляет

Азота аммонийных солей – 46,6 мг/л

Фосфатов- 7-22 мг/л

Таким образом, количество биогенных элементов в стоках в излишке и необходимости в их добавке для протекания биологических процессов очистки в аэротенке не требуется.


Расчет денитрификатора


Расчетный расход –69,7м3/час

Расчет ведется по СНиП 2.04.03-85 и по справочному пособию к

СНиП 2.04.03-85.

В процессе биологической очистки в аэротенках азот аммонийных солей, в основном переходит в нитраты. Глубина этого процесса – нитрификации в режиме полного окисления доходит до 90%.


В процессе денитрификации на восстановление 1мг азота нитритов до нейтрального азота требуется количество органических веществ, соответствующее БПКпол ≥3мг/л .

В качестве источника углерода для осуществления процесса денитрификации в сточные воды добавляются рециркулирующая иловая смесь из аэротенка.

В соответствии с таблицей 41 СНиП 2.04.03-85 активный ил имеет иловый индекс JI =100 см3/ г; зольность ила S = 0,3

Доза денитрифицирующего ила составит:


= =3г/л

Удельная скорость денитрификации равна:


мг/гч;


где = 44,9 мг N-NO3/(г. ч) – максимальная скорость денитрификации при использовании в качестве субстрата органические загрязнения сточных вод табл. 20 пособия к СНиП 2.04.3.


=10 - концентрация азота нитратов на выходе из денитрификатора;

- кинетическая константа; (табл.20 СНиП 2.04.03-85).

л/г – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила. (табл. 20. Пособие к СНиП 2.04.03-85).

Требуемая продолжительность пребывания сточных вод в денитрификаторе определяем по ф-ле (67) пособия к СНиП 2.04.03-85:




где - начальная концентрация азота нитратов в очищенной сточной воде, направляемой в денитрификатор;

S- зольность денитрифицирующего ила.

Начальная концентрация азота нитратов в очищенных сточных водах определяется следующим образом:

концентрация азота аммонийных солей в исходной воде – 46,6мг/л;

остаточная концентрация азота аммонийных солей после процесса нитрификации – 2,65мг/л;

прирост концентрации азота нитратов за счет нитрификации – 46,6-2,65=43,95мг/л.

С учётом остаточной концентрации азота нитратов после денитрификатора концентрация азота нитратов в очищенных сточных водах составит:

Подставляя в формулу, получим:

часа.

Требуемый объем денитрификатора на все количество стоков:

.

Закладываем в проекте реконструкции три денитрификатора, по одному на каждую компактную установку. Расчетный объем одного денитрификатора- 50 м3. Под денитрификатор используем обем аэротенка в каждой существующей компактной установке с габаритами: (3.0х6.0х6.0м), V=108 м3. Полезный объем – (V=4,2х3,0х6,0м= 75м3 ).Таким образом, существующий объем применим для денитрификатора.

Концентрация БПКполн. сточных вод, поступающих в денитрификатор, равна 225мг/л.

Снижение БПКполн. сточных вод в денитрификаторе составит:



После денитрификатора БПКполн. снижается до:

225-132=93мг/л.

В денитрификаторе предусматривается перемешивание, поддерживающее ил во взвешенном состоянии, для обеспечения нормального протекания процессов денитрификации.

Перемешивание сточных вод в денитрификаторе осуществляется периодически с помощью воздуха через систему перфорированных труб.

(низконапорная аэрация).

Это обеспечивает высоко эффективное перемешивание при минимальном растворении кислорода в воде (до 1мг/л), не оказывающем заметного воздействия на аноксидный процесс денитрификации.

Удельный расход воздуха на барботаж- q=1,5÷2 м3/ м2.ч.

Площадь одного денитрификатора- F= 6х6=36 м2

Площадь трех денитрификаторов составляет-F= 36х3=108 м3

Расход воздуха на барботаж составит:

Qdn= F х q=108х2=216м3/час
^ Аэротенк – нитрификатор. Расчет ведем по Справочному пособию к СНиП 2.04.03-85 Максимальный расход сточных вод Q= 69,7 м3/час. ^ Содержание аммонийного азота на входе в аэротенк- 46,6 мг/л Расчетная температура –плюс 20оС. рН сточных вод – 7,18 .
Удельная скорость роста нитрифицирующих микроорганизмов:

(ф-ла 58)

где КрН=0.54 – коэффициент, зависящий от рН сточных вод (рН=7.18);

Кт=1.0 – коэффициент, зависящий от температуры сточных вод в летний сезон, принимаемой 20ºС;

Кос=- коэффициент, учитывающий влияние растворенного кислорода

(Со=4мг/л – концентрация растворенного кислорода в иловой смеси);

Ко=2мг/л – константа полунасыщения кислорода;

Кс=1 – коэффициент, учитывающий влияние токсичных компонентов;

КN=25мг/л – константа полунасыщения азота в сточных водах, прошедших нитрификатор;

СN=2,65мг/л – концентрация аммонийного азота в сточных водах, прошедших нитрификатор;

µmax=1.77сут-1 – максимальная скорость роста нитрифицирующих микроорганизмов при рН =8,4 и температуре 20оС

Подставляя значения в формулу для µ, получим:

.

Минимальный возраст ила

(ф-ла 61)

Удельную скорость окисления органических веществ , мг/г.ч, определяем по формуле (62) :



где Кэ=3,7мгБПКполн. /(г·ч) – энергетический физиологический коэффициент;

Кр=864 мгБПКполн/г – физиологический коэффициент роста для микроорганизмов активного ила.

Отметим, что поскольку ρ<6 мгБПКполн./(г·ч) аэротенк работает в режиме полного окисления.

По формуле (49) п.6.143 СНиП 2.04.03-85



Подставляя значения ρ=5.9мг/(г·ч), Lex=10мг/л (БПКполн. сточной воды после очистки в аэротенке-нитрификаторе),

Ρmax=70 мгБПКполн./(г·ч); Кℓ=65мг/л; Ко=0,625мг/л; φ=0,14л/г – значения констант при окислении органических веществ с параллельным обеспечением глубокой нитрификации, получим:



Отсюда, решая уравнение относительно аi, получим, что доза ила ai=3,9г/л.

Продолжительность аэрации сточных вод в аэротенке-нитрификаторе

,

где Len=93мг/л – концентрация БПКполн. на входе в аэротенк-нитрификатор. Объем аэротенка-нитрификатора на все количество стоков составит: Va=qср.·tatm=39·5,15=200м³,

где - средний расход сточных вод за период аэрации.

Выводы: Необходимый объем аэротенка- нитрификатора на каждую компактную установку составит- 67 м3. Объем существующего стабилизатора, используемого в процессе реконструкции под аэротенк – нитрификатор, в каждой компактной установке составляет-108 м3, что превышает необходимый объем по расчету.

Концентрация нитрифицирующего ила в иловой cмеси при возрасте ила 16,4 сут. определяется по данным таблицы 19 с использованием ф-лы (56)

где ais= 0,05г/л – концентрация микроорганизмов ; ∆Сn= 46,6-2,65=43,95мг/л – снижение аммонийного азота.

Минимально допустимая концентрация аммонийного азота в поступающей в сточной воде Сnenminпри выносе ила из вторичных отстойников at =10мг/л




Это количество меньше исходной величины, которая равна 46,6 мг/л.

Общий максимальный прирост активного ила равен:



где Kg=0.35мг на 1мгБПКполн. – количество избыточного активного

ила.

При влажности удаляемого избыточного ила 98% объем его составит:

V = /сут

Годовое количество избыточного ила составит: 1х365=365 м3

С учетом отмершей биопленки с установки глубокой доочистки общее количество ила составит 476 м3.

Предусматриваем иловые площадки на искусственном основании с дренажем. Нагрузку на иловые площадки принимаем согласно таблицы 64 СНиП2.04.03-85 - 2м3/м2 в год в районах со среднегодовой температурой воздуха 3-6 оС. Тогда размеры площадки определятся: 476:2= 238 м2.

Расход воздуха, подаваемого в аэротенки-нитрификаторы, определяется по формуле 61 СНиП 2.04.03-85 с учетом дополнительного слагаемого в числителе 1,1 (Cnen- Cnex)4,6


,

где qo=1.25 мг/мг – удельный расход кислорода воздуха на 1мг снятой БПКполн. (для аэротенков полного окисления);

Len=93/л; Lex=10мг/л; Cnen=46,6мг/л; Cnex=2,65мг/л – концентрация загрязнений сточных вод по БПКполн. и аммонийному азоту соответственно на входе и на выходе из аэротенка- нитрификатора;

K1= коэффициент, учитывающий тип аэратора и соотношение площадей аэрируемой зоны и аэротенка-нитрификатора;

K2 – коэффициент, зависимый от глубины погружения аэраторов ha и принимаемый по табл. 43 СНиП 2.04.03-85.

КТ- температурный коэффициент, учитывающий температуру сточных вод.

К3=0.85 – коэффициент качества воды (величина указана для бытовых сточных вод);

Са- растворимость кислорода в воздухе;

Со= 4мг/л – средняя концентрация кислорода в аэротенке-нитрификаторе.

При мелкопузырчатой аэрации и соотношении аэрируемой площади и площади аэротенка-нитрификатора, равном 0.3, величина К1=1.89.

При глубине погружения аэратора ha=2,7м величина К2=1.9

При среднемесячной температуре сточных вод за летний период Тw=+20ºC величина Кт=1+0,02(Тw -20) = 1.

Растворимость кислорода воздуха в воде



где ha=2.7м; Ст=12мг/л – растворимость кислорода воздуха (при давлении 10.3м вод.ст.) при условиях работы аэротенка-нитрификатора.

Подставляя указанные значения в формулу для qair, получим:



Общий расход воздуха на аэрацию равен:

Qair= qair · qср.а =39 · 11,04=430м³/час.

Предусматриваем для аэрации пористые аэраторы типа «Полипор»

Диаметром d нар= 130мм и длиной 1,5м
6>^ Вторичный отстойник

Вторичные отстойники всех типов после аэротенков определяются по гидравлической нагрузке qssa, м3/(м2.ч), с учетом допустимого выноса из отстойников после биологической очистки =30 мг/л, концентрации активного ила в аэротенке г/л, его индекса Ji по ф-ле (67) СНиП 2.04.03-85

Тип отстойника- вертикальный.

;

где Кss – коэффициент использования объема зоны отстаивания, принимаемый для вертикальных отстойников –0,35

аi= 3,9г/л (доза ила в аэротенке).

Hset = 1,4 м – глубина проточной части.


Определяем нагрузку на ил qi, мг БПКпол на 1г беззольного веществаила в

сутки. (ф-ла 53 СНиП 2.04.03-85).

;


где tat = 5,15 – период аэрации, ч

При данной нагрузке на ил иловый индекс согласно таб. 41 СНиП 2.04.03-85 составляет 116 см3/г.

1 (м3/м2.ч).


Находим поверхность фильтрации:

F=


Степень рециркуляции активного ила:


Ri =

В соответствии с примечанием 2 к п. 6.145 принимаем Ri= 0,6

Производительность эрлифтов для перекачки ила в аэротенк должна быть равна:

Qэ= qсра х Ri = 39х0,6 =23,4 м3/час


Глубина погружения форсунок эрлифтов h1=1,2 м, высота подъема h2 =0,2м

Коэффициент погружения форсунки:

К=

^ Удельный расход воздуха
Wо =

Тогда расход воздуха на эрлифты: Q= Qэ х Wo=23,4х2,5=59 м3/час.


Расход воздуха на эрлифты для перекачки иловой смеси в денитрификатор равен:


Qэ2 =qcр х Wо =31,25 х2,5 =78 м3/час

^ 11.ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.


Тангенциальная песколовка поз.21-2


Максимальный часовой расход - 69,7 м3/час

Диаметр песколовки- 1,0 м

Общая высота - 2,7м

Высота цилиндрической части- 2,0 м

Количество- 2 шт.


Денитрификатор поз 31-3.

Максимальный расход поступающей сточной воды составляет –

6