Число
отделении
|
Пропускная
способность Qn,тыс.м3
/ сут
|
Ширина
отделения, м
|
Глубина,
м
|
Номер
типового проекта
|
3
|
70…140
|
3
|
2,1
|
902
- 2 - 372
|
4
|
140…200
|
3
|
2,1
|
902
- 2 - 373
|
3
|
200…240
|
4,5
|
2,8
|
902
- 2 - 374
|
4
|
240…280
|
4,5
|
2,8
|
902
- 2 - 375
|
Определяем количество песколовок
n = Qn/Qn1
где Qn1
- расход одной песколовки.
N=132298,03/140000=1
После того, как произвели выбор типа и
параметров песколовки, определяем объем песка по формуле
Wос
= 0,02*90000/1000=1,8 м3/сут
где Р - количество песка, которое может быть
задержано песколовкой, на одного человека. Принимаем Р = 0,02 л/сут.чел.
Выбираем механический способ удаления песка из
песколовки, т.к.
Wос
> 0,1 м3/сут.
Рассчитываем расход сточной воды, выводимый из
песколовки,
Qno,
м3/сут:
Qno
= Qn - Wос
Qno
=132298,03-1,8=132296,23 м3/сут
Рассчитываем концентрацию взвешенных веществ,
выводимую из песколовки:
Сen1
= (Cen*Qn - 1,3P*N/1000)/(Qn - Wос)
Сen1
=(300*132298,03-1,3*1,8)/132296,23=300
мг/л
3.
ПЕРВИЧНЫЕ ОТСТОЙНИКИ
3.1 Расчет первичных отстойников
Первичные отстойники являются основной частью
сооружений для механической очистки городских и производственных сточных вод, и
предназначены для предварительного осветления сточных вод, поступающих на
биологическую очистку.
При расчете первичных отстойников (см. схему
расчета на рисунке 4) вводим следующие данные:
Qп.о
- расход воды, поступающей на первичное отстаивание, м3/сут
Lenn
- БПКполн сточных вод до очистки, мг/л
Сen
- концентрация взвешенных веществ в сточных водах, мг/л
Cex
- концентрация взвешенных веществ в осветленной воде, мг/л
Pmud
- влажность осадка, %
Vmud
- плотность осадка, г/см3
Cex
= 100…150 мг/л, принимается проектировщиком [1]
Pmud
= 95%
Vmud
= 1 г/см3
Производим расчет эффекта осветления
Производим выбор типа отстойника в
зависимости от расхода сточных вод
.Вертикальный отстойник
Qn.o = 1000…5000
м3/сут
.Радиальный отстойник
Qn.o =
13000…150000 м3/сут
Рисунок 4. Схема расчета первичного отстойника.
.Горизонтальный отстойник
Qn.o
= 30000…100000 м3/сут
Наиболее подходит радиальный отстойник.
Расчет гидравлической крупности песка
set - глубина
проточной части отстойника, м
Hset = 3.2 м
Kset -
коэффициент использования объема
Kset = 0.45
tset -
продолжительность отстаивания, с
tset = 3600 с
h1 = 0.5 м [1]
n2 - показатель
степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения.
N2 =
((4660-46*Э)/(Э-25,1))/(Сen+(2775-52,5*Э)/(Э-47,6))
n2 =
((4660-46*50)/(50-25,1))/(300+(2775-52,5*50)/(50-47,6)) = 0,4
Гидравлическая крупность частиц
составляет Uo = 0,47 мм/с
Производим расчет производительности
одного отстойника, Qn.o.1, м3/сут
Qn.o.1 = Qn.o.1/noт = 132296,23
/6 = 22049,37 м3/сут
Далее производим расчет диаметра
радиального отстойника.
Vtb -
турбулентная составляющая скорости рабочего потока жидкости, мм/с, она
находится по формуле:
Vtb = 0,01*Vw - 0,05
Vw - скорость
рабочего потока, мм/с
Vw = 10 мм/с
[1]
dв.п - диаметр
входной трубы, м dв.п = 1 м.
Vtb =
0,01*10-0,05 = 0,05 мм/с
D=2*(22049,37/11,3*0,45*86,4(0,47-0,05)+1/4)1/2=22
м.
Подбираем радиальный отстойник по
типовому проекту.
Номер типового проекта 902-2-353
Глубина цилиндра, м 3,4
Диаметр, м 24
Расчетная пропускная способность, м3/сут
22000
Объем зоны осадка, м3 210
Объем зоны отстойной, м3
1580
После того, как выбран типовой
проект отстойника, необходимо произвести расчет количества осадка, выделяемого
при отстаивании исходя из концентрации взвешенных веществ в поступающей воде Сen, и
концентрации взвешенных веществ в осветленной воде Cex, мг/л.
После отстаивания в первичных
отстойниках снижается концентрация как механических примесей, так и
биологически вредных веществ.
Поэтому производим расчет вредных
веществ БПКполн сточных вод после очистки в отстойнике Len, мг/л.
Len = Lenn = 0,8*150 =
120 мг/л.
Производим расчет расхода воды
выводимого из первичных отстойников на аэротенки, Qa, м3/сут.
Qa = Qn.o - Qmud = 132296,23
- 1237,02 = 131059,21 м3/сут.
4.
АЭРОТЕНКИ
.1 Описание и принцип действия аэротенков
Аэротенки можно классифицировать по следующим
основным признакам. По структуре потока - аэротенки-вытеснителя и
аэротенки-смесители. По способу регенерации - активного ила - аэротенки с
отдельно стоящими регенераторами ила; аэротенки совмещенные с регенераторами.
По типу систем аэрации - с пневматической, механической, комбинированной
гидродинамической или пневматической.
Азротенки-вытеснители для очистки сточных вод -
с БПКполн менее 500 мг/л при отсутствии залповых сбросов токсичных веществ. В
аэротенках - вытеснителях имеющих 1- 4 коридора, вода и ил подаются в начало
сооружения, а смесь отводится в конце него. Теоретически режим потока в
вытеснителях должен быть поршневым без продольного перемешивания. Однако, как
показали исследования, в коридорных аэротанках существует значительное
перемешивание. В большей степени режиму вытеснителя соответствуют конструкции
аэротанков ячеистого типа.
Аэротенки ячеистого типа представляет, собой
прямоугольное в плане сооружение, разделенное на ряд отсеков поперечными
перегородками Смесь у первого отсека перемешивается, во второй (снизу) из
второго - в третий (сверху) и т д. В каждой ячейке устанавливается режим
полного смешивания, а сумма ряда последовательно расположенных смесителей
составляет практически идеальный вытеснитель.
Сточная вода и ил в азротенках-смесителях
подводятся и от водится равномерно вдоль длинных сторон сооружения.
Принимается, что поступающая смесь очень быстро (в расчетах - мгновенно)
смешивается с содержимым всего сооружения.
Система аэрации - важнейший элемент любого
аэротенка. Эта система состоит из комплекса сооружений и специального
оборудования, обеспечивающего снабжение жидкости кислородом поддержание ила во
взвешенном состоянии и постоянное перемешивание сточной воды с илом. Существует
три системы аэрации: пневматическая, механическая и комбинированная.
Пневматическую систему, при которой воздух
нагнетается в аэротенк под давлением подразделяют на. Три типа в зависимости от
размера продуцируёмого пузырька воздуха: на мелкопузырчатую - с размером
пузырька 4 мм, среднепузырчатую 5-1О мм и крупнопузырчатую - болеё 10 мм.
В качестве распределительного устройства для
воздуха в пневматических системах аэраций применяют фильтросные пластины и
трубы купола диски и т д.
При механической системе аэрации в качестве
источника кислорода используется непосредственно, наружный воздух вовлекаемый в
аэротенк при вращении в нем жидкости мешалкой-аэратором Механические аэраторы
обычно классифицируют по типу расположения оси вращения ротора на
горизонтальные и вертикальные.
.2 Расчет аэротенка
Аэротенк является основной частью сооружений
биологической очистки городских сточных вод, в котором и происходит собственно
биологическая обработка воды.
При расчете аэротенка (см. рисунок 5) вводим
следующие данные:
Qa
- расчетный расход воды подаваемый на аэротенк, м3/сут
Len
- БПКполн воды, поступающей на аэротенк, мг/л
Lex
- БПКполн очищенной воды, мг/л
a1
- доза активного ила, г/л
Cex
- концентрация взвешенных веществ в осветленной воде после первичных
отстойников, мг/л
Tw
- среднемесячная температура сточных вод за летний период, °С
Сс - солесодержание сточных вод, г/л
Производим выбор аэротенка в зависимости от БПКполн
очищенной воды.
1. Аэротенки - смесители принимают при Len
≤
1000 мг/л.
2. Аэротенки - вытеснители при Len
≤
300 мг/л.
Рисунок 5. Схема расчета аэротенка.
Расчет аэротенка - вытеснителя.
Расчет производится для определения типа и
параметров аэротенка.
Рассчитываем продолжительность обработки воды, tat,
ч по формуле
Принимаем зольность ила согласно [1]
S = 0.3
Рассчитываем нагрузку на ил в
аэротенке, qi, мг БПКполн
на 1г беззольного вещества ила в сутки.
[мг БПКполн/г]
[мг БПКполн/г]
Рассчитываем степень рециркуляции
активного ила в аэротенке - вытеснителе, Ri, по формуле
Рассчитываем БПКполн,
определяемую с учетом разбавления рециркуляционным расходом.
мг/л
мг/л
Принимаем коэффициент, учитывающий
продольное перемешивание согласно [1], Кр
При Lex ≤ 15
мг/л, Кр = 1.5
при Lex > 15
мг/л, Кр = 1.25
Согласно [1] принимаем максимальную
скорость окисления
ρmax = 85 мг БПКполн/(г.ч)
Согласно [1] принимаем константу,
характеризующую свойства органических загрязняющих веществ, мг БПКполн/л
Kl = 33 мг БПКполн/л
Принимаем константу, характеризующую
влияние кислорода Ко, мгО2/л согласно [1] - Ко
= 0,625 мгО2/л
Принимаем коэффициент ингибирования
продуктами распада активного ила, л/г - φ = 0,07 л/г
Принимаем коэффициент концентрации
растворенного кислорода на основании технико-экономических расчетов, мг/л
Со = 2 мг/л
Согласно принятых значений
рассчитываем период аэрации для аэротенка-вытеснителя tatv, ч
Рассчитываем удельную скорость
окисления, мг БПКполн на 1г беззольного вещества ила в 1ч.
мг БПКполн/(г.ч)
В зависимости от БПКполн
воды поступающей в аэротенк после отстаивания в первичных отстойниках Len, мг/л,
аэротенки бывают с регенерацией и без регенерации.
При Len > 150
мг/л применяют регенерацию активного ила.
Рассчитываем вместимость аэротенка, Wat, м3
[м3]
Производим выбор типа и параметров
аэротенка - вытеснителя.
Длина секции , м 48
Глубина секции , м 4,4
Ширина коридора , м 4,5
.3 Расчет пневматических аэраторов
После подбора аэротенка производим
подбор аэратора по выбору проектировщика.
Аэраторы выбираем пневматические ;
бывают: мелкопузырчатые, среднепузырчатые и крупнопузырчатые.
Рассчитываем растворимость кислорода
в воде, Ст мг/л
ha - рабочая
глубина аэротенка , м
Сс - солесодержание
сточных вод , Сс = 1 г/л
Tw -
среднемесячная температура воды за летний период, °С , Tw = 15°С
Коэффициент качества сточной воды, Кз
, принимаем для городских сточных вод равным Кз = 0,85
Производим расчет коэффициента Кт
, учитывающих температуру сточных вод
Кт = 1+0,02(Tw - 20) =
1+0,02(15-20) = 0,9
Kz -
коэффициент зависящей от глубины погружения аэраторов [1]
Kz = 2,92
Принимаем коэффициент, учитывающий
тип аэратора, К1 по [1], тип среднепузырчатая
К1 = 0,75
Принимаем удельный расход кислорода
воздуха, мг на 1 мг снятой БПКполн, при доочистке до БПКполн
10 мг/л, q0 = 0,9
Рассчитываем удельный расход воздуха
gа1r, м3/м3
очищенной воды
рассчитываем общий расход воздуха Qвозд., м3/ч
Qвозд. = qа1r*Qa/24 =
2,26*131051,21/24 = 12326,34 м3/ч
Подбираем тип воздуходувки.
Типовой проект - ТВ - 200 - 1,4
Производительность, м3/ч
- 12000
Давление , Мпа - 0,14
Мощность двигателя, кВт - 172
Рассчитываем расход воды выводимый
из аэротенка и подаваемый на вторичные отстойники, м3/сут
Qв.о = Qa(1+Ri) =
131051,21*(1+0,22) = 159882,48 м3/сут
5.
ВТОРИЧНЫЕ ОТСТОЙНИКИ
.1 Расчет вторичных отстойников
Вторичные отстойники предназначены для
уплотнения активного ила аэротенков (см. рисунок 6).
При расчете вторичных отстойников вводим
следующие данные:
Qв.о
- расчетный расход воды, подаваемый с аэротенка на вторичные отстойники, м3/сут
dt
- концентрация ила в осветленной воде, мг/л
ai
- доза активного ила, г/л
Fi
- иловый индекс, см3/г
nв.о
- количество вторичных отстойников.
Производим выбор типа отстойников в зависимости
от расхода сточных вод и по усмотрению проектировщика.
А) вертикальный отстойник
Qв.о
= 1000…5000 м3/сут
б) горизонтальный отстойник
Qв.о
= 30000…100000 м3/сут
в) радиальный отстойник
Qв.о
= 13000…150000 м3/сут
Выбираем радиальный отстойник.
Определение гидравлической нагрузки, qssa
Принимаем коэффициент использования объема зоны
отстаивания, Kss
Kss
= 0,4
Принимаем глубину отстойника
Hset
= 3,0…4,5 м согласно [1]
Расчет нагрузки qssa
, м3/(м2*ч)
Рисунок 5. Схема расчета вторичного отстойника.
Рассчитываем площадь отстаивания F, м2
F = Qв.о / nв.о* qssa*24
F = 159882,48
/6*1,98*24 = 560 м2
В зависимости от площади отстаивания
определяем диаметр отстойника D, м
Подбираем типовой радиальный
отстойник из типоразмерного ряда в зависимости от диаметра отстойника.
Типовой проект - 902-2-378
Глубина цилиндра, м - 3,4
Диаметр, м - 30
Объем зоны осадка, м3 -
340
После выбора типа и параметров
вторичных отстойников производим расчет количества осадка Qmud, м3/сут
Pmud - влажность
осадка, Pmud = 65%
Vmud - плотность
осадка, Vmud = 1,1 г/см3
Рассчитываем расход осветленной
воды, выводимой из вторичного отстойника, Qq, м3/сут
Qq = Qв.о - Qmud
Qq = 159882,48
- 130 = 159752,9 м3/сут
Рассчитываем расход сбрасываемый в
водоприемник Qк , м3/сут.
Qк= Qq-R*Qа
Qк=159752,9-0,22*131051,21=130921,64
м3/сут.
Заключение
По данным расчетов, мы можем сказать какое
количество сооружений необходимо для механической и биологической очистки, а
также определили параметры сооружений и основные показатели, по которым делался
их выбор.
Зная данные о количестве и качестве подаваемой
сточной воды и требования, предъявляемые к очистке, мы можем определить
необходимую степень очистки сточных вод.
В результате расчетов мы определили максимальный
расход сточных вод, концентрации механических примесей, требуемую степень
очистки и другие данные для проектирования очистных сооружений.
Список использованной литературы
1. СНиП
2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения/Госстрой СССР.-М.: ЦИТП
Госстроя СССР, 1986.-72с.
2. Михайлов
Е.А., Михайлов А.А., Бурлаков А.А., Ольховская Т.Н. Методические указания к
выполнению курсового проекта. «Комплекс сооружений станции биологической
очистки сочных вод»/ЯГТУ.- Ярославль,1995.-44 с.