Очистка городских сточных вод. 2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЁЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ОДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
Институт инженерно-экологических систем
Кафедра водоотведения и гидравлики
Пояснительная записка
к курсовому проекту
«Очистка городских сточных вод»
Степанов Д.Д.
доц. Недашковский И.П.
Одесса – 2012 г.
Содержание:
№ п/п |
Название раздела |
№ страницы |
1. |
Введение. |
2-2 |
2. |
Исходные данные. |
3-3 |
3. |
Определение расчетных расходов и концентраций загрязнения сточных вод. |
4-6 |
3.1. |
Определение расчетных расходов сточных вод. |
4-5 |
3.1.1. |
Расходы хозяйственно-бытовых СВ от населения города. | |
3.1.2. |
Расходы СВ промышленных предприятий. | |
3.2. |
Определение концентраций загрязнений СВ. |
5-6 |
3.3. |
Определение приведенного числа жителей. |
6-6 |
4. |
Определение необходимой степени очистки СВ. |
6-8 |
4.1. |
Определение коэффициента смешения СВ с водой водоема. |
6-7 |
4.2 |
Определение необходимой степени очистки СВ по основным показателям загрязнений. |
7-8 |
5. |
Расчет сооружений механической очистки СВ. |
8-13 |
5.1. |
Приемная камера. |
8-8 |
5.2. |
Решетки и решетки-молотилки. |
8-10 |
5.3. |
Аэрируемые песколовки. |
10-11 |
5.3.1. |
Песковые площадки. | |
5.4. |
Первичные отстойники |
12-13 |
6. |
Расчет сооружений биологической очистки СВ в искусственно созданных условиях. |
13-19 |
6.1. |
Аэротенки - вытеснители с регенераторами. |
13-17 |
6.1.1. |
Определение расхода воздуха. | |
6.2. |
Вторичные отстойники. |
17-17 |
6.3. |
Обеззараживание СВ. |
17-19 |
6.3.1 |
Хлораторная и состав хлора. | |
6.3.2. |
Смесители. | |
6.3.3. |
Контактные резервуары. | |
7. |
Литература. |
20 |
1. Введение.
Одним из технических путей решения задачи усиления охраны водных ресурсов, есть грамотное проектирование и качественное строительство сооружений очистки сточных вод населенных пунктов и промышленных предприятий.
Выполнить данною задачу могут специалисты, которые имеют высокий уровень подготовки в широком кругу вопросов, связанных с очисткой сточных вод сложных соединений и обработкой осадка.
Основными загрязнениями в результате
жизнедеятельности людей
3. Определение расчетных расходов и концентраций загрязнений сточных вод.
3.1. Определение расчетных расходов сточных вод.
3.1.1. Расходы хозяйственно-бытовых СВ от населения города.
Суточный:
где - численность населения города, чел.;
- норма водопотребления в л/сутки на 1 жителя.
Средние расходы:
а) часовой
б) секундный
По табл. 2[8], зная средний секундный расход, определяют максимальный (Kgen max) и минимальный (Kgen min), общие коэффициенты неравномерности водоотведения. Затем подсчитывают максимальные расходы:
Часовой:
Секундный:
и минимальные:
3.1.2. Расходы СВ промышленных предприятий.
Суточные расходы сточных вод от промышленных предприятий приведены в задании.
Часовые расходы:
а) средние
Для плодоовощного завода
Для меховой фабрики
б) максимальные
Для плодоовощного завода
Для меховой фабрики
Секундные расходы:
а)средние
Для плодоовощного завода
Для меховой фабрики
е
б) максимальные
Для плодоовощного завода
Для меховой фабрики
- суточный расход сточных вод промышленного предприятия, м /сут;
Т – продолжительность работы промпредприятий в течении суток, ч;
- коэффициент часовой
Расходы городских сточных вод следует определять как сумму соответствующих расходов хозяйственно-бытовых сточных вод от населения и стоков промышленных предприятий. Подсчеты сводят в таблицу 3.1.
Таблица 3.1.
Источники образования сточных вод |
Суточный расход м |
Часовые расходы м |
Секундные расходы л/с |
|||
средний |
макси-мальный |
средний |
макси- мальный |
|||
1.Население |
62000 |
2583.33 |
3823.3 |
717.6 |
1061.6 | |
2. Плодоовощной консервный з-д |
2600 |
108.33 |
140.83 |
30.1 |
39.12 | |
3. Меховая фабрика |
2240 |
93.33 |
168 |
26 |
46.66 | |
Итого |
66840 |
2785 |
4132.13 |
773.7 |
1147.4 | |
3.2. Определение концентраций загрязнений СВ.
Основными показателями характеристики городских сточных вод являются концентрации загрязнений по взвешенным веществам и по БПК .
Концентрация загрязнений хоз – бытовых сточных вод от населения:
- по взвешенным веществам
- по БПК
q - норма водопотребления в л/сутки на 1 человека;
а = 65 г/сут. на 1 человека взвешенных веществ;
а = 75 г/сут. на 1 человека, БПК осветленной жидкости.
Концентрация загрязнений
- по взвешенным веществам
- по БПК
- суточный расход хоз - бытовых сточных вод от населения города, м /сут;
- суточный расход сточных
вод от промышленных
- концентрация взвешенных
- концентрация загрязнений по БПК сточных вод от отдельных промышленных предприятий;
К = 1,08-1,10 – коэффициент, учитывающий увеличение концентраций загрязнений по взвешенным веществам за счет поступления иловой воды после обработки осадка;
К = 1,02-1,05 - коэффициент, учитывающий увеличение концентраций загрязнений по БПК за счет поступления иловой воды после обработки осадка.
3.3. Определение приведенного числа жителей.
а) Приведенное число жителей по взвешенным веществам определяется по формуле:
N – число жителей города, чел.;
N - эквивалентное число жителей по взвешенным веществам, чел.
б) Приведенное число жителей по БПК определяется по формуле:
N - эквивалентное число жителей по БПК , чел.
4. Определение необходимой степени очистки СВ.
4.1. Определение коэффициента смешения СВ с водой водоема.
При расчете необходимой степени очистки сточных вод следует учитывать степень смешения сточных вод с водами водоема. Учет степени смешения производится в расчетном створе.
Коэффициент смешения определяется по формуле В. А. Фролова – И. Д. Родвиллера :
е = 2,72 – основание натуральных логарифмов;
L – расстояние по фарватеру реки от створа выпуска сточных вод до расчетного створа в м. Расчетный створ, для которого определяется коэффициент смешения, располагается на 1 км выше водозабора;
Q – расход воды водоема 95% обеспеченности в створе выпуска сточных вод в м /сек.;
- средний расход сточных вод, сбрасываемых в водоем в м /сек.;
- коэффициент, учитывающий
Е - коэффициент, зависящий от конструкции выпуска сточных вод в водоем; при береговом выпуске Е=1, при выпуске в фарватер Е=1,5; при рассеивающем выпуске Е=3.
- коэффициент извилистости
Е - коэффициент турбулентной диффузии.
Для равнинных рек коэффициент диффузии может быть определен по формуле:
- средняя скорость течения воды в водоеме в м/с;
- средняя глубина водоема в м.
Кратность разбавления:
4.2. Определение необходимой степени очистки СВ по основным показателям загрязнений.
Основными показателями загрязнений городских сточных вод, как правило, являются концентрация взвешенных веществ и БПК . Следует также определять допустимую нагрузку сточных вод на водоем по растворенному кислороду.
Необходимая степень очистки сточных вод по взвешенным веществам:
m- концентрация взвешенных веществ в сточных водах, допускаемых к спуску в водоем, мг/л.
Р – предельно допустимое увеличение концентрации взвешенных веществ в воде водоема:
0,25 мг/л – для водоемов 1 категории;
0,75 мг/л – для водоемов 2 категории.
В – содержание взвешенных веществ в водоеме до спуска в него сточных вод, мг/л
Необходимая степень очистки сточных вод по БПК определяется аналогично.
- концентрация органических загрязнений по БПК в сточной воде, допустимой к сбросу в водоем, мг/л.
Здесь - предельно допустимая концентрация органических загрязнений по БПК в расчетном створе:
3 мг/л – для водоемов 1 категории;
6 мг/л – для водоемов 2 категории;
- концентрация органических загрязнений по БПК в воде водоема до спуска сточных вод, мг/л;
- продолжительность периода, за который смесь воды и сточных вод переместится из створа выпуска до расчетного створа в сутках:
L – расстояние до расчетного створа от места выпуска сточных вод, м;
- средняя скорость течения воды, м/с;
- константы скорости
Необходимая степень очистки сточных вод по растворенному кислороду:
- допустимая величина БПК сточных вод, сбрасываемых в водоем после очистки, мг/л.
- содержание растворенного
0,4 – коэффициент перерасчета БПК в БПК , мг/л;
О – минимальное - содержание растворенного кислорода в воде, принимаемое равным 4 или 6 мг/л.
5. Расчет сооружений механической очистки СВ.
Механическая очистка
5.1. Приемная камера.
Наиболее часто сточные воды поступают на очистные сооружения по напорным водоводам. Для приема сточных вод из напорных водоводов перед очистными сооружениями устраивается приемная камера, выполненная в виде железобетонного колодца. Размеры приемной камеры определяются в зависимости от величины поступающего расхода сточных вод и могут быть приняты по табл. Жукова при принимаем 3 камеры.
Размеры: А=2000 мм , В=2300 мм , Н=2000 мм
5.2. Решетки и решетки-молотилки.
Для задержания крупных плавающих отбросов на очистных сооружениях устанавливают решетки со стержнями прямоугольной формы, обеспечивающей лучшее задержание и удаление отбросов.
Ширина прозоров между прутьями решеток 16 мм, толщина стержней 8 мм.
Решетки оснащаются механизированными граблями для снятия отбросов. При количестве отбросов менее 0,1 м /сут. допускается установка решеток с ручной очисткой.
Резервные решетки устанавливают в зависимости от расчетного числа рабочих агрегатов. При числе рабочих решеток до трех включительно – две резервные.
Размеры каналов и лотков на очистной станции рассчитываются на расход, равный:
По значению определяем размеры [10]:
Bk=1,2м; hk=0,72м; i=0,0008; Vk=1,11 м/с
Принимаем 2 рабочие решетки (1 резервная).
По значению определяем размеры канала перед решеткой [10]:
Bk=1200мм; hk=740мм; i=0,0008; Vk=0,94 м/с
Число прозоров в решетке n:
b – ширина прозоров между стержнями решетки, м;
b = 0,016 м
- глубина воды в канале перед решеткой, м
- скорость движения воды в прозорах решетки:
= 0,8-1,0 м/с;
- коэффициент, учитывающий
Общая ширина решетки:
S-толщина стержней решетки, м: S=0,008 м.
Принимаем к установке механизированные решетки марки МГ 8Т (2 рабочие, 1 резервную), табл. 11.1 [7]
Потери напора в решетках определяют по формуле:
- средняя скорость движения воды в канале перед решеткой, м/с;
g = 9,81 м/с - ускорение силы тяжести;
К = 3 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в результате засорения решетки;
- коэффициент местного
= 1,79– для стержней прямоугольной формы;
- угол наклона решетки к горизонту.
Длина уширения перед решеткой равна:
- угол расширения канала в плане;
- ширина подводящего канала перед решеткой, м.
Общая длина камеры решетки:
- длина сужения камеры после решетки:
- длина камеры решетки и площадки за нею, обычно принимают не менее 1,5 м.
Общая строительная высота камеры решетки:
- превышение борта камеры решетки над уровнем воды.
Суточное количество отбросов, задерживаемых на решетках:
- по объему
- по весу
- приведенное число жителей по взвешенным веществам, чел.;
= 8 л/год.чел. – количество отбросов, снимаемых с решеток на 1 жителя в течении года;
= 0,75 т/м - объемный вес отбросов.
Для дробления отбросов устанавливаем дробилку молоткового типа Д-3 производительностью 7,2 т/сут. Принимаем конструкцию решеток по ТП 902-2-152.88 (3 механизированных решетки). табл.4.7[1].
5.3. Аэрируемые песколовки.
Песколовки необходимо предусматривать для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей при производительности очистных сооружений свыше 100 м /сут. Число песколовок или отделений песколовок надлежит принимать на менее двух, причем все песколовки и отделения должны быть рабочими.
Принимаем аэрируемый тип песколовки: гидравлическая крупность песка ,(табл.28[8]),скорость движения сточных вод (табл.28[8]), глубина (табл. 5.7[1]), (табл.27[8]).
Длину песколовки определяем по формуле:
Принимаем (табл. 5.7[1]).
- расчетная глубина песколовки, принимается для аэрируемых песколовок равной половине общей глубины;
- коэффициент, зависящий от
гидравлической крупности и
- скорость движения сточных вод;
- гидравлическая крупность песка, мм/с.
Площадь зеркала воды:
- максимальный приток сточных вод, м /с;
Общая ширина песколовок при максимальном притоке сточных вод:
По производительности песколовок, м /сут, определяют количество рабочих песколовок или отделений .расчетная ширина одного отделения песколовки :
Принимаем типовые параметры аэрируемой песколовки ТП 902-2-372.83:
Приняв типовые параметры
Если параметры песколовки подобраны верно.
Объем осадочной части песколовки:
- приведенное число жителей по взвешенным веществам, чел.;
= 0,03 – объем выпадающего песка на одного человека в сутки;
t = 2 сут. – число суток между двумя чистками.
Расход воздуха подаваемого в аэрируемые песколовки:
где: -расчетная площадь зеркала воды. =12*3*2=72 м2.
-интенсивность аэрации, =3 м3/(м2*ч)-принято по п. 6.28 [8].
Расход технической воды для гидросмыва:
-восходящая скорость смывной воды в лотке, =0,0065 м/с (п.6.30[8]);
-ширина пескового лотка, =0,5м;
-длина пескового лотка, =12-2=10м.
Удаление песка из песколовок осуществляется гидроэлеваторами на песковые площадки или в песковые бункеры.
5.3.1. Песковые площадки.
Для подсушивания песка, поступающего из песколовок, необходимо предусматривать площадки с ограничивающими валиками высотой 1-2 м.
Объем песка, задерживаемого песколовками:
- приведенное число жителей по взвешенным веществам, чел.;
- количество задерживаемого песка, равное 0,02 л/сут. чел. для горизонтальных песколовок и 0,03 л/сут. чел. для аэрируемых (табл. 28 СНиП).
Общая площадь песковых площадок с учетом 25% на устройство дорог и валиков:
= 3 м /м год – нагрузка на площадку (п. 6.33 СНиП).
Принимаем 2 песковых площадки размерами: a x b =25x25 м.
5.4. Первичные отстойники
Для выделения грубодисперсных примесей из СВ применяют отстаивание. По направлению движения основного потока воды в отстойниках различают: горизонтальные и вертикальные отстойники; разновидностью горизонтальных отстойников являются радиальные отстойники.
Тип отстойников выбираем с учетом принятой технологической схемы очистки СВ и обработки их осадка, производительности сооружений, очередности строительства, числа эксплуатируемых единиц и рельефа площадки, геологических условий, уровня грунтовых вод.
Расчет отстойников, кроме вторичных после биологической очистки ,следует производить по кинетике выпадения взвешенных веществ с учетом необходимого эффекта осветления.
- концентрация смеси сточных вод, по взвешенным веществам, поступающих в первичные отстойники, мг/л;
- концентрация взвешенных
Концентрация взвешенных веществ в осветленных сточных водах, подаваемых в аэротенки или на биологические фильтры на полную очистку, не должны превышать 150 мг/л. В противном случае необходимо предусматривать для интенсификации работы первичных отстойников.
Расчетное значение гидравлической крупности необходимо определять по формуле:
- глубина проточной части в отстойнике, м;
- коэффициент использования
объема проточной части
Для радиальных = 0,45
- продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту очистки, для городских сточных вод данную величину следует принимать по табл. 12.1 [7].
- показатель степени, зависящий
от агломерации взвеси в
Производительность одного отстойника для радиальных отстойников :
- коэффициент использования объема, принимается по табл. 31 [8];
- диаметр отстойника, м (табл. 6.3[1]);
- диаметр впускного устройства, м. определяется по типовому проекту отстойника;
- гидравлическая крупность, задерживаемых частиц, мм/с;
- турбулентная составляющая, мм/с, принимается по табл. 5.1 в зависимости от скорости потока в отстойнике , мм/с:
Определив производительность одного отстойника , м /ч, устанавливают необходимое количество отстойников:
- максимальный расход сточных вод, м /ч.
Округлив n до целого числа в большую сторону, уточняют размеры отстойников и проверяют фактическую скорость в средней зоне отстаивания.
Для радиальных отстойников:
Принимаем первичные радиальные отстойники ТП 902-2-378.83
Определяем количество осадка, который выделяется с первичных отстойников:
По сухому веществу:
- среднесуточный приток сточных вод, м /сут.
Объем осадка:
-плотность осадка;
-влажность осадка, при удаление плунжерными насосами =93,5%.
Емкость зоны скопления при механизированном удаление осадка принимаем по количеству осадка, который выпадает за период не больше 8 часов:
6. Расчет сооружений
биологической очистки СВ в
искусственно созданных
6.1. Аэротенки - вытеснители с регенераторами.
Определяем БПКполн сточных вод, которая поступает в аэротенк:
Степень рециркуляции активного ила должна быть на ниже 0,6 при самотечном удалении ила из вторичных отстойников и 0,3 для илососов. Определяют по формуле:
- доза или в аэротенке, принимается от 2-3,5 г/л в диапазоне БПК от 1500-300 мг/л;
- иловой индекс, принимают ориентировочно для городских сточных вод 70-80 см /г.
Величина должна быть не менее 0,3 для отстойников с илососами и на менее 0,4 с илоскребами. Поэтому, если при расчете менее вышеуказанных величин, принимаем = 0,3-0,4.
Продолжительность пребывания сточных вод в собственно аэротенке:
Доза ила в регенераторе будет:
Удельная скорость окисления, мг БПК на 1 г беззольного вещества ила в 1 г определяют по формуле:
- максимальная скорость
- концентрация растворенного кислорода – 2 мг/л;
- константа, характеризующая
свойства органических
- константа, характеризующая влияние кислорода мг О /л и принимаем – 0,625 мг/л;
- коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, принимаемый – 0,07.
Продолжительность окисления органических загрязняющих веществ:
S – зольность ила, принимаемая – 0,3.
-среднегодовая температура
Продолжительность регенерации:
