; (24)

м³/сут.

Наибольший часовой расход сточных вод в агрогородке Q_ч.мах., м³/ч, равен сумме максимальных часовых расходов сточных вод

м³/ч.

Наибольшее секундное водоотведение в агрогородке q_с.мах, л/с, равно сумме максимальных секундных расходов водопотребителей

л/с.

3.2.2 Качественный состав смеси производственно-бытовых сточных вод

В данном дипломном проекте будут запроектированы очистные сооружения сточных вод агрогородка. На территории агрогородка находится завод по производству кваса. Сточные воды завода и агрогородка будут очищаться совместно. От завода в канализацию ежесуточно будет сбрасываться 1225 м³ сточной воды. Т.к. бытовые и производственные сточные воды будут смешиваться по пути движения к очистным сооружениям, концентрации загрязняющих веществ будут меняться в следствии разбавления.

Разбавление загрязняющих веществ C_см., мг/дм³, производственных и бытовых сточных вод вычислим по формуле

, (25)

где С_быт., С_пр - концентрации загрязняющих веществ в бытовых и производственных сточных водах соответственно, мг/дм³;

Q_быт, Q_пр - расходы бытовых и производственных сточных вод соответственно, м³/сут.

Состав бытовых и производственных сточных вод с расходами и подсчётом разбавления сведём в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Расчёт разбавления загрязняющих веществ производственных и бытовых сточных вод

Загрязняющие вещества	Cбыт, мг/дм3	Cпр, мг/дм3	Qбыт, м3/сут.	Qпр, м3/сут.	Ссм, мг/дм3	ПДК, мг/дм3
Взвешенные вещества	250	593	234	1225	538,0	500
Сухой остаток	800	1345	234	1225	1257,6	1000
БПК5	200	987,7	234	1225	861,4	3
БПКполн.	280	1382,8	234	1225	1205,9	4,51
ХПК	0	1200	234	1225	1007,5	30
Фосфор общий	15	12,4	234	1225	12,8	0,2
Азот аммонильный	30	83	234	1225	74,5	0,39
Азот общий	45	0	234	1225	7,2	5
Mg2+	0	24,4	234	1225	20,5	10
K+	0	8,8	234	1225	7,4	10
Na+	0	287,6	234	1225	241,5	120
Cl-	35	290,5	234	1225	249,5	300
SO42-	0	204,7	234	1225	171,9	100
Ca2+	0	91,2	234	1225	76,6	180
ПАВ	10	0	234	1225	1,6	0,5

Таким образом, требованиям не отвечают следующие показатели сточной воды: взвешенные вещества, сухой остаток, БПК, ХПК, фосфор общий, азот аммонильный, азот общий, Mg²⁺, Na⁺, SO₄^2-, ПАВ.

3.2.3 Подбор оборудования для очистки смеси производственно-бытовых сточных вод

В соответствии с данными таблицы 3.1 концентрации загрязняющих веществ превышают предельно допустимые значения практически по всем показателям. Сброс неочищенных сточных вод в реку категорически запрещён, поэтому необходимо предусмотреть их очистку.

Для очистки смеси производственно-бытовых сточных вод применяются следующие схемы очистки:

- решётки, песколовки, отстойники, обеззараживание хлором;

- решётки, песколовки, преаэраторы, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, обеззараживание хлором;

- решётки, песколовки, первичные отстойники, биофильтры, вторичные отстойники, обеззараживание хлором;

- решётки, песколовки, камера хлопьеобразования, горизонтальные отстойники, барабанные сетки, фильтры, обеззараживание хлором;

- решётки, песколовки, двухъярусные отстойники, биофильтры, вторичные отстойники, обеззараживание;

- решётки, песколовки, аэроокислитель, вторичные отстойники, каркасно-засыпные фильтры, обеззараживание.

В данном дипломном проекте будет запроектирована схема очистки, включающая следующие очистные сооружения:

- решётки.

Решётки являются обязательной ступенью в очистке бытовых сточных вод, т.к. в их составе большое количество крупноразмерных нерастворимых загрязнений (остатки пищи, бумага, тряпки, упаковочные материалы и др.). В процессе транспортирования по сетям адсорбируют значительное количество жира, органических соединений и песка.

- горизонтальные песколовки с круговым движением воды.

Горизонтальные песколовки рекомендуется применять при небольших расходах сточных вод, до 70000 м³/сут. Они эффективны и просты в эксплуатации. По расходу сточных вод подошли бы и вертикальные песколовки, но они велики по размеру и работают не эффективно.

- первичные вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим движением воды.

Выбор типа и числа отстойников при проектировании должен производиться на основании технико-экономического их сравнения с учетом местных условий. Вертикальные отстойники целесообразно применять при производительности очистной станции до 20000 м³/сут; горизонтальные - в интервале 15000 100000 м³/сут; радиальные - более 20000 м³/сут; осветлители со взвешенным слоем осадка применяют при производительности очистной станции до 100000 м³/сут.

В данном дипломном проекте принимаем вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим движением воды, имеющие эффект осветления 60-65 % по взвешенным веществам [4].

- аэротенки-смесители с регенераторами.

Аэротенки-смесители целесообразно применять для очистки производственных сточных вод при относительно небольших колебаниях состава и присутствии в воде преимущественно органических веществ. Сточные воды агрогородка состоят преимущественно из стоков предприятия по производству кваса. Аэротенки-смесители принимаем с регенераторами, т.к. БПК_полн сточной воды больше 150 мг/дм³.

- вторичные вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим движением воды;

- ультрофиолетовая установка.

После очистных сооружений вода поступает на биологические пруды, где будет происходить доочистка, поэтому традиционное хлорирование в этой ситуации недопустимо. При обеззараживании воды ультрофиолетовым излучением в воду не происходит внесение химических реагентов.

3.2.4 Расчет решеток

Решетки по способу очистки их от задержанных ими загрязнений подразделяются на простейшие, которые очищают ручным способом, и механические, которые очищают механическими приспособлениями. Схема выбранной решетки представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Схема установки решетки

Принимаем решетку состоящую из отдельных, прямоугольной формы прутьев, установленых в канале под углом 60^о.

Принимая глубину воды в камере решётки h₁ = 0,3 м, среднюю скорость воды в прозорах между стержнями _ср = 0,8 м/с и ширину прозоров b = 0,016 м, [4].

Число прозоров решётки n, шт, определяем по формуле

, (26)

Где q_{max сек}- максимальный расход сточных вод, м³/с;

h₁ - глубина воды перед решёткой, м;

_ср- средняя скорость в прозорах решётки, м/с;

к_ст- коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями, равный 1,1;

b- ширина прозоров решётки, равная 0,016 м.

шт.

Принимаем толщину стержней решётки s = 0,008 м. Общую ширину решёток B_р, м, находим по формуле

; (27)

м.

Подбираем по [4] в соответствии с выполненными расчетами одну рабочую и одну резервную типовые решетки РМУ-1 с номинальными размерами 600?800 мм. Толщина стержня решетки составляет 6 мм, число прозоров - 21 шт.

Вычисляем длину камеры решетки, м

l_р = l₁ + l₂, (28)

где l₁ - длина входной части, м;

l₂- длина выходной части, м.

Принимаем их конструктивно l₁ = 1 м, l₂ = 0,8 м.

l_р = 1 + 0,8 = 1,8 м.

Местные потери напора h_м, м, определяются по формуле

, (29)

Где р- коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие загрязнения решётки, принимается равным 3 [4];

- коэффициент местного сопротивления;

v- скорость движения воды в камере перед решеткой, м/с;

g- ускорение свободного падения, м/с².

Коэффициент местного сопротивления решётки находим по формуле

, (30)

Где - коэффициент равный 2,42 для прямоугольных стержней;

- угол наклона решетки к горизонту, принимаем равным 60^о.

.

Местные потери напора

м.

Определим количество загрязнений, улавливаемых решётками. Объем улавливаемых загрязнений V_сут, м³/сут, находим по формуле

, (31)

где N_пр - приведенное количество жителей, чел;

q_отбр. - удельное количество отбросов, зависящее от ширины прозоров решётки, л/(год. чел), п. 2.1 [4].

м³/сут.

При плотности отбросов кгм³ масса загрязнений М, т/сут, составит

М = 0,026 · 0,75 = 0,02 т/сут. (32)

Тогда масса отбросов М_ч, кг/ч, будет равна

, (33)

где К_ч - коэффициент часовой неравномерности поступления отбросов, К_ч = 2 [4].

т/ч = 1,7 кг/ч.

Коэффициент осветления после решёток составляет 10 %.

мг/дм³.

3.2.5 Расчет горизонтальных песколовок с круговым движением воды

В данном дипломном проекте будет запроектирована горизонтальная песколовка с круговым движением воды. Горизонтальная песколовка с круговым движением воды представляет собой круглый резервуар конической формы с периферийным лотком для протекания сточных вод. Для горизонтальных песколовок с круговым движением воды назначается количество отделений не менее двух.

Площадь живого сечения каждого отделения , м², определяем по формуле

, (34)

Где q - максимальный секундный расход сточных вод, м³/с;

- средняя скорость движения воды, м/с. = 0,15-0,3 м/с. В данном дипломном проекте принимаем равным 0,2 м/с [4];

n - количество отделений, шт.

м².

Длина окружности песколовки по средней линии L_c, м

, (35)

где Н - глубина проточной части песколовки, принимаем Н = 0,6 м;

k - коэффициент, принимаемый в зависимости от типа песколовки, принимаем k = 1,3;

U_o - гидравлическая крупность песка расчетного диаметра, принимаем

U_o = 24,2 мм/с.

м.

Средний диаметр песколовки D₀, м, находим по формуле

(36)

м.

Рассчитаем время пребывания сточных вод в песколовке T, с

(37)

с.

Принимаем ширину кольцевого желоба В_ж = 0,5 м.

Определим наружный диаметр песколовки D, м

; (38)

м.

Принимаем песколовку диаметром D = 2,6 м и длиной L_c= 6,5 м. Весь улавливаемый осадок проваливается через щель в осадочную часть. Для выгрузки осадка достаточно гидроэлеватора.

Коэффициент осветления после горизонтальных песколовок составляет 25%.

мг/дм³_.

После горизонтальной песколовки величина БПК уменьшается на 5 %.

Объём осадка в сутки W_сут, м³/сут, найдём по формуле

(39)

где р_mud - влажность осадка, принимаем р_mud = 95 %;

- плотность осадка, принимаем = 1,5 г/см³;

С_en, С_ex - начальная и конечная концентрация взвешенных веществ соответственно, мг/дм³;

Q_{мах.сут} - суточный расход сточных вод, м³/сут.

м³/сут.

Рассчитаем объем бункера W_б, м³, одного отделения песколовки по формуле

, (40)

где Т_о.с - время между выгрузками осадка из песколовки, принимаем Т_о.с = 1 сут.

м³.

Определим высоту бункера (конусной части) h_к, м

(41)

где d - диаметр нижнего основания бункера, принимаем d = 0,4 м.

м.

Полная строительная высота песколовки Н_стр, м

; (42)

м.

3.2.6 Расчет бункера для песка

В бункерах происходит отмывка, обеззараживание и подсушка песка с дальнейшим использованием его в строительстве. Бункеры приспособлены к погрузке песка в автотранспорт.

Определим необходимый объём бункера W_б, м³

(43)

где T - продолжительность хранения песка в бункере, принимаем T = 5 сут.

м³.

Объём одного бункера W₁, м³, составит

(44)

где D - диаметр бункера, принимаем D = 2,2 м.

м³.

Количество бункеров n_б, шт, найдём по формуле

; (45)

шт.

3.2.7 Расчёт первичных отстойников

Определим значение гидравлической крупности U₀, мм/с, по формуле

(46)

где H_set - глубина проточной части отстойника, согласно таблице 4.3 [4] Н_set = 3 м;

К_set - коэффициент использования объёма проточной части отстойника, согласно таблице 4.3 [4] К_set = 0,65;

t_set - продолжительность отстаивания, принимаем в зависимости от эффекта осветления по таблице 4.3 [4] t_set = 480 с;

n₂ - показатель степени, согласно таблице 4.3 [4] n₂ = 0,15;

h₁ - глубина слоя, равная согласно [4] h₁ = 0,5 м.

мм/с.

Принимаем типовой диаметр отстойника D_set, м, равный 4 м [4], затем рассчитываем количество отделений отстойников n, шт

(47)

где Q_w - максимальный часовой расход сточных вод, м³/ч.

шт.

Количество отделений отстойника n должно быть не менее двух.

Определим диаметр D_n, м, и высоту кольцевой перегородки H_n, м

; (48)

м.

Принимаем D_n = 3 м.

(49)

м.

Определяем общую высоту цилиндрической части отстойника H_ц, м

(50)

где H₂ - высота нейтрального слоя между низом отражательного щита и слоем осадка, равная 0,3 м;

H₃ - высота борта отстойника, равная 0,5 м.

м.

Рассчитаем высоту конусной части отстойника H_к, м

(51)

где - угол наклона конического днища, равный 50-60 градусов.

м.

Определяем полную строительную высоту отстойника Н, м, по формуле

Н = Н_ц + Н_к; (52)

Н = 3,8 + 3,5 = 7,3 м.

Определяем суточное количество осадка Q_mud, м³/сут, задерживаемого в отстойнике по формуле

(53)

где р_mud - влажность осадка, принимаем р_mud = 95 %;

- плотность осадка, принимаем = 1,1 г/см³;

С_en, С_ex - начальная и конечная концентрация взвешенных веществ соответственно, мг/дм³;

Q_{мах.сут} - максимальный суточный расход сточных вод, м³/сут.

мг/дм³.

м³/сут.

мг/дм³.

мг/дм³.

мг/дм³.

мг/дм³.

3.2.8 Расчет аэротенков-смесителей

Расчёт аэротэнков включает определение вместимости и габаритов сооружения, объема требуемого воздуха и избыточного активного ила.

В данном дипломном проекте принимаем аэротенки-смесители с регенераторами.

Принимаем дозу активного ила в аэротенке а_{i mix} = 3 г/дм³ [5].

Рассчитаем удельную скорость окисления р, мг БПК_полн/(г/ч)

(54)

где р_мах - максимальная скорость окисления органических загрязнений, согласно таблице 1 [5] р_мах = 100 мг БПК_полн/(г.ч);

L_ex - БПК_полн очищенной сточной воды, мг/дм³;

С₀ - концентрация растворённого кислорода, согласно таблице 1 [5] С₀ = 2 мг/дм³;

К₁ - константа, характеризующая свойства загрязнений, согласно таблице 1 [5] К₁ = 40 мг БПК_полн/дм³;

К₀ - константа, характеризующая влияние кислорода, согласно таблице 1 [5] К₀ = 0,9 мг О₂/дм³;

- коэффициент ингибирования, согласно таблице 1 [5] = 0,01 дм³/г.

мг БПК_полн/(г/ч).

Рассчитаем период аэрации t_atm, ч

, (55)

где L_en - БПК_полн поступающей в аэротенок сточной воды, мг/дм³;

s - зольность активного ила, согласно таблице 1 [5] принимаем s = 3.

ч.

Рассчитаем нагрузку на активный ил q_i, мг БПК_полн/(г сут)

; (56)

мг БПК_полн/(г сут).

Рассчитаем степень рециркуляции активного ила R_i

, (57)

где J_i - иловый индекс, см³/г, принимаемый по таблице 3.1 [5], исходя из значения нагрузки на активный ил.

.

Определим общий объём аэротенка и регенератора (W_atm + W_r), м³

(58)

где q_w - расчётный расход сточной воды, м³/ч.

м³.

Определим объём аэротенка W_atm, м³

(59)

где R_r - степень регенерации (доля объёма аэротенка-смесителя, занятая регенератором), принимаем R_r = 0,3.

м³.

Определим объём регенератора W_r, м³

(60)

м³.

Длина аэротенка l_at, м, определяется по формуле

(61)

где n_at - число секций, принимаем n_at = 5 [5];

n_cor - число коридоров в одной секции, принимаем n_cor = 3 [5];

b_cor - ширина коридора, принимаем b_cor = 2 м, [5];

H_at - рабочая глубина аэротенка, принимаем H_at = 5 м, [5].

м.

Рассчитаем дозу активного ила в аэротенке a_i, г/л

(62)

г/л.

Рассчитаем прирост активного ила Р_i, мг/дм³

, (63)

где С_cdp - концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенок, мг/дм³;

К_g - коэффициент прироста, принимаемый равным 3.

мг/дм³.

Принимаем аэротенк-смеситель с регенератором. Аэротенк будет состоять из пяти секций с тремя коридорами в каждой. Один из трёх коридоров отводится под регенератор активного ила.

3.2.9 Расчёт вторичных отстойников

К установке принимаем вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим движением воды.

Рассчитываем нагрузку воды на поверхность отстойника q_ssa, м³/(м² ч), по формуле

;

где K_ss - коэффициент использования объёма зоны отстаивания, принимаемый для вертикальных отстойников с круговым движением воды по таблице 4.3 [4] равным 0,65;

а_i - доза активного ила в аэротенке, а_i = 10 г/л [4];

_t - требуемая концентрация ила в осветлённой воде, а_t = 15 мг/л.

м³/(м² ч).

Количество отделений отстойника n должно быть не менее трёх [4]. Принимаем 3 отделения.

Определяем площадь одного отделения отстойника F, м²

;

м².

Определяем диаметр отстойника D_set, м

;

м.

Принимаем стандартный диаметр отстойника D_set, м, равный 6 м.

Определим диаметр D_n, м, и высоту кольцевой перегородки H_n, м

; (64)

м.

Принимаем D_n = 5 м.

(65)

м.

Определяем общую высоту цилиндрической части отстойника H_ц, м

(66)

где H₂ - высота нейтрального слоя между низом отражательного щита и слоем осадка, равная 0,3 м;

H₃ - высота борта отстойника, равная 0,5 м.

м.

Рассчитаем высоту конусной части отстойника H_к, м

(67)

где - угол наклона конического днища, равный 60 градусов.

м.

Определяем полную строительную высоту отстойника Н, м, по формуле

Н = Н_ц + Н_к; (68)

Н = 3,8 + 5,2 = 9 м.

Определяем суточное количество осадков Q_mud, м³/сут, задерживаемых в отстойнике по формуле

(69)

где р_mud - влажность активного ила, принимаем р_mud = 95 %;

- плотность активного ила, принимаем = 1,1 г/см³;

Q_сут - суточный расход сточных вод, м³/сут;

P_i - прирост активного ила, мг/дм³.

м³/сут.

3.2.10 Расчет установки для обеззараживания воды (УФ)

Рассчитаем безнапорную установку типа ОВ-1П-РКС.

Расчетный бактерицидный поток F_б, Вт, определяется по формуле

, (70)

где Q_час - расчетный расход обеззараживаемой воды, м³/ч;

б - коэффициент поглощения облучаемой воды, для обработанной воды поверхностных источников водоснабжения принимаем б = 0,3 см^-1;

k - коэффициент сопротивляемости облучаемых бактерий, принимаем k = 2500 мкВт·сек/см²;

Р₀ - количество бактерий в одном литре воды, принимаем Р₀= 1000;

Р - количество бактерий в одном литре воды после облучения, принимаем Р = 3;

з_п - коэффициент использования бактерицидного потока, принимается равным 0,9;

з_о - коэффициент использования бактерицидного излучения, принимается равным 0,9.

Вт.

Потребное число ламп РКС - 2,5 n, шт, определим по формуле

, (71)

где F_л - расчетный бактерицидный поток лампы, принимаем F_л = 5 Вт.

шт.

1 - задвижка; 2 - кассеты; 3 - входной шибер; 4 - распределительное устройство; 5 - крышка; 6 - выходной шибер; 7 - тельфер.

Рисунок 3.2 - Общий вид бактерицидной установки

Следовательно, установка типа ОВ-1П-РКС должна состоять из пяти кассет по 5 ламп в каждой. Принимаем пять рабочих кассет и одну резервную, или всего (5+1)•5 = 30 ламп.

Общий вид бактерицидной установки изображен на рисунке 3.2.

3.2.11 Выбор сооружений по обработке осадка

Количество и физические свойства осадка, получающегоcя при очистке производственных сточных вод, зависят не только от начального состава этих вод, но и от способа их очистки; в свою очередь от состава и свойств осадка зависит способ его дальнейшей обработки, использования и ликвидации.

При обезвоживании осадка производственных сточных вод применяются те же приемы и технические средства, как и при обезвоживании осадка бытовых сточных вод, однако главным образом получило распространение механическое обезвоживание (вакуум-фильтрация, фильтр-прессование, вибрационное фильтрование, центрифугирование).

В последнее время вместо вакуум-фильтров стали шире применяться фильтр-прессы, которые могут быть разных конструкций вертикальные и горизонтальные (ленточные).

Широко применяемые в последние годы диафрагменные камерные прессы ФПАКМ, состоящие из набора горизонтальных прямоугольных плит, между которыми перемещается фильтровальная лента, сейчас применяются сравнительно редко по экономическим соображениям.

Получили распространение камерные бездиафрагменные прессы, состоящие из ряда вертикально расположенных фильтровальных плит. На этих плитах закрепляются фильтровальные ткани или салфетки. При сжатии плит путем перемещения их специальным механизмом между ними образуются камеры.

Осадок подается по центральной трубе и далее растекается по всему фильтровальному пространству. При подаче осадка в этом пространстве создается давление до 1 МПа. Под действием давления при прессовании вода, содержащаяся в осадке, фильтрует через салфетки или отрезки тканей, попадает в специальные отводные канавки или трубки и отводится снова на очистку.

Фильтрующие плиты изготовляются из пластмассы, серого чугуна, стали или алюминиевых сплавов. Салфетки из полипропиленового волокна или хлопка. Толщина коржа между плитами в зависимости от обрабатываемого осадка от 10 до 50 мм. Содержание сухого вещества в нем до 60%.

После прессования плиты раздвигаются и корж выпадает на транспортер под дном аппарата. Площадь фильтрующей поверхности до 600 м². Количество плит до 100 штук. Главный недостаток - при раздвигании плит выпадению осадка иногда приходится помогать вручную.

1 - трубопровод для подачи осадка; 2 - фильтровальная лента № 1; 3 - приемный лоток; 4 - осадок; 5 - фильтровальная лента № 2; 6 - трубчатый фильтровальный аппарат; 7 - узел предварительного отжима; 8 - узел окончательного отжима осадка; 9 - приводной барабан; 10 - нож для съема осадка; 11 - резервуар для приема осадка; 12 - система промывки лент; 13 - отжимной ролик; 14 - сборные поддоны.

Рисунок 3.3 - Схема горизонтального ленточного фильтр-пресса

Поэтому, в последнее время для обезвоживания осадка всё чаще стали использоваться ленточные фильтр-прессы. Схема горизонтального ленточного фильтр-пресса представлена на рисунке 3.3.

По расположению фильтровальных лент они бывают горизонтальные, вертикальные и угловые. Общим элементом всех ленточных фильтр-прессов является наличие двух непрерывно движущихся параллельно друг другу фильтровальных лент. Между этими лентами размещается осадок и отжимается от влаги путем сдавливания лент шарами или роликами. Рабочая ширина фильтровальных лент - 1200 мм. Они изготовляются из лавсанового или полиэфирного волокна с размерами ячеек примерно 0,5 мм. Скорость протяжки лент от 0,6 до 6 м/мин и подбирается индивидуально на основе экспериментов.

Предварительно обработанный флокулянтом осадок подается по трубопроводу в приемный лоток и попадает на ленту в зоне “А”. На этом участке происходит частичное обезвоживание осадка под действием гравитационных сил и фильтрации воды через ленту. В зоне “В” осадок попадает в зазор между двумя движущимися лентами и отжимается на барабане 6 под давлением ролика 13. Выделившаяся влага частично попадает внутрь ролика, на поверхности которого имеются отверстия, а частично отжимается между двумя лентами и в результате сливается в поддон 14. Далее обе ленты протягиваются через узел предварительного отжима под давлением металлических шаров 7 и узел окончательного отжима под действием прижимных валиков 8. Вода сливается в поддон 14. Движение лент обеспечивается приводным барабаном 9, с которого осадок снимается ножом 10 и попадает в лоток 11 и транспортер. Имеется специальное устройство для промывки лент с форсункой 12. Влажность осадка снижается с 95...97% до 76...78%. Ленточные фильтр-прессы по затратам энергии и флокулянтов более экономичны по сравнению с вакуум-фильтрами.

Осадок запроектированных очистных сооружений имеет следующий состав:

- взвешенные вещества;

- активный ил.

Общее количество осадка W_ос, м³/ч, образующееся от всех сооружений составляет:

- взвешенные вещества после решёток, песколовок и первичного отстойника;

- активный ил после вторичного отстойника.

(72)

м³/ч.

В данном дипломном проекте принимаем типовой ленточный фильтр-пресс ЗАО НПП «Биотехпрогресс» марки FW - РМТ 800А с механическим регулированием натяжения ленты. Он имеет следующие основные технические характеристики: ширина ленты фильтр-пресса - 800 мм, длина - 2250 мм, ширина - 1100 мм, высота - 1975 мм, производительность - 2-4 м³/ч.

4. Проект производства работ по строительству аэротенка-смесителя

Исходными данными для проекта производства работ служат строительные чертежи объекта, сведения о сроках и порядке поставки материалов, о типах рабочих машин и механизмов, о рабочих кадрах по основным профессиям, действующие нормативные документы, инструкции по производству строительно-монтажным работам.

В данном дипломном проекте осуществляется строительство аэротенка-смесителя. При возведении аэротенка-смесителя выполняется следующий комплекс основных строительно-монтажных работ:

- подготовительные;

- земляные;

- бетонные и железобетонные;

- монтаж сборных железобетонных элементов;

- испытание резервуаров.

4.1 Определение объемов работ при разработке котлована

Объем при отрывке котлована V_котл, м³

, (73)

где L - длина строительной площадки, м;

B - ширина строительной площадки, м;

h - глубина котлована, м.

м³.

Объем грунта, V_ручн, м³, разработанного вручную, составляет 5% от общего объема грунта и равен

м³.

Объем грунта, разработанного механизированным способом, V_мех, м³, определяется по формуле

, (74)

м³.

Объем пазух V_пазух, м³, определим по формуле

(75)

м³.

Объем грунта на вывоз V_вывоз, м³

, (76)

м³.

4.2 Выбор одноковшового экскаватора по техническим параметрам

Экскаватор выбирается исходя из радиуса его движения и глубины копания.



Рисунок 4.1 - Схема выемки с односторонним отвалом грунта

Необходимая глубина копания равна 5 м. Выбираем экскаватор марки ЭО-3323А [6]. Технические характеристики экскаватора приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Технические характеристики экскаватора ЭО-3323А

Показатели	ЭО-3323
Вместимость ковша, м3	0,65
Максимальная глубина копания, м	5,85
Максимальный радиус копания, м	7,9
Максимальная высота выгрузки, м	6,05
Продолжительность работы цикла, с	16
Двигатель	Д-243Л
Мощность двигателя, кВт(л.с.)	59,6(81)
Транспортирующая скорость, км/ч	20
Масса, кг	13000
Габариты, мм	8100?2500?3180

4.3 Подбор транспортных средств

Вместимость ковша экскаватора 0,65 м³, наименьшая грузоподъемность автосамосвала составляет 4,5 т [6]. По техническим характеристикам выбираем автомобиль- самосвал марки ЗИЛ-ММ3-4508.

Технические характеристики самосвала приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Технические характеристики самосвала ЗИЛ-ММ3-4508

Показатели	ЗИЛ-ММ3-4508
Колесная формула	4?2
Грузоподъемность, кг	5500
Снаряженная масса, кг	6090
Двигатель	ЗОЛ-645, дизель
Контрольный расход топлива, л/100км	21
Вместимость кузова, м3	3,8
Внутренние размеры платформы, мм	2890?2170?1150
Транспортирующая скорость, км/ч	90
Угол подъема кузова, град	50
Время подъема/опускания кузова, с	15
Колесная база, мм	3800
Дорожный просвет, мм	230
Габариты, мм	6370?2500?2810

Вес грунта, погружаемый одним ковшом, равен произведению емкости ковша на коэффициент 1,75.

Тогда

м³. (77)

В одну машину может быть погружено

ковшей.

Рассчитаем время погрузки одного самосвала Т_н, мин, по формуле

, (78)

где 32,4 - нормативная продолжительность цикла экскаватора;

n - количество ковшей;

60 - перевод из секунд в минуты.

Тогда

мин.

Время передвижения самосвала Т_пр, мин, определяется по формуле

, (79)

где L - протяженность пробега, км;

55 - средняя скорость передвижения самосвала, км/ч.

Тогда

мин.

Количество необходимых самосвалов N, шт, определяется по формуле

, (80)

где Т_уст.н - установка под погрузку, 0,3мин;

Т_р - продолжительность разгрузки самосвала, 0,83 мин;

Т_уст.р - продолжительность установки самосвала под разгрузку, 0,6 мин;

Т_м - продолжительность технических перерывов, 0,25 мин.

Тогда

шт.

Принимаем 3 самосвала марки ЗИЛ-ММЗ-4508.

4.4 Выбор монтажного крана по техническим характеристикам

Выбор крана определяется весом опускаемого материала и требуемым вылетом стрелы крана.

Требуемый вылет стрелы крана L_кр, м, определяется по формуле

, (81)

где а - ширина котлована, м;

b - расстояние от края котлована до крана, м;

с - расстояние от колес до оси вращения, м.

м.

Стены аэротенка будут монтироваться из железобетонных плит размерами 6000х1500х400 м. Масса самого тяжёлого элемента составляет 2700 кг [7].

Принимаем кран марки КС-3577-3 [6].

Технические характеристики крана приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Технические характеристики крана КС-3577-3

Показатели	КС-3577-3
Базовое шасси	МАЗ 5337
Грузоподъемность, т	14
Тип стрелы	Телескоп двухсекционный
Вылет стрелы, м	3,2-13
Максимальная высота подъема, м	14,5
Длина стрелы, м	8-14
Скорость подъема/опускания груза,м/мин	0,2-20
Максимальная скорость, км/ч	85
Габариты, мм	9850?2500?3650

При работе крана будут возникать две опасные зоны:

- зона обслуживания краном R_з.об., м;

, (82)

где L_кр. - длинна строп с крюками, L_кр=4 - 24 м., принимаем L_кр=16 м.

м.

- опасная зона работы крана R_оп.з., м.

, (83)

где R_п.с. - радиус падения стрелы, определяется длиной стрелы, в нашем случае принимаем максимальную длину стрелы R_п.с. = 14 м.

м.

4.5 Выбор машин для планировки и обратной засыпки пазух котлована

Бульдозер применяется для планировки и обратной засыпки пазух котлована из временных отвалов, расположенных на бровке котлована.

Согласно нормативной литературы выбираем бульдозер марки ДЭТ-350 [6]. В таблице 4.4 приведены технические характеристики данного бульдозера.

Таблица 4.4 - Технические характеристики бульдозера ДЭТ-350

Показатели	ДЭТ-350
Тип	Колесный
Базовый трактор	ДЭТ-350
Максимальное тяговое усилие, кН (тс)	400(40,7)
Мощность, кВт (л.с.)	257,4(350,5)
Тип отвала	Неповоротный
Ширина отвала, мм	4250
Высота отвала, мм	1850
Подъем отвала, м	1,22
Заглубление отвала, м	0,44
Масса, кг	44427
Габариты, мм	9440?4250?3900
Угол поперечного переноса, град	10
Заглубление рыхлителя, м	1,48

Принимаем 2 бульдозера марки ДЭТ-350.

4.6 Составление календарного плана производства работ

Основное назначение календарного планирования - определение сроков строительства. Разновидностью календарных планов является календарный график производства работ на данном объекте, важнейшими расчетными характеристиками которого являются сроки начала и окончания работ строительства и выполнения отдельных видов работ с назначением исполнителей и механизмов.

Для составления календарного графика необходимо разработать календарный план. Порядок разработки календарного плана следующий:

- оставляют перечень работ;

- определяют объем работ;

- выбирают методы производства основных работ;

- рассчитывают нормативную трудоемкость и машиноемкость;

- определяют состав бригад;

- уточняют технологическую последовательность выполнения работ;

- устанавливают количество смен работы;

- определяют расчетную продолжительность отдельных видов работ;

- выявляют возможность совмещения этих работ между собой;

- сравнивают полученную на графике продолжительность строительства объекта с нормативной;

- при необходимости график корректируют.

Трудоемкость Т, чел. дн, вычисляется по формуле

, (84)

где V - объем работ, м³;

Н_вр - норма времени, чел-дн;

8,2 - продолжительность рабочей смены, час.

Продолжительность работы П, дни, определяется по формуле

, (85)

где N - число рабочих, чел;

n - число смен.

Календарный план представлен в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Таблица календарного плана

N п/п	Обоснование	Наименование работ	Объем работ	Затраты труда чел-дн	Треб. машин	Продолж. работ	Состав бригады
			Ед. изм	Кол-во
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1		Срезание растительного слоя	100м3	1,67		ДЭТ-350	1	Рабочие 5 разр- 1 чел 3 разр- 2 чел
2	Е-2-1-13	Разработка котлована экскова-тором с погрузкой в транспорт	100м3	26,8	0,62	ЭО-3323А	2	Машинист 6раз- 1 чел
3	Е-2-1-13	Транспорти-рование грунта самосвалом	100м3	26,3	0,28	ЗИЛ-ММ3-4508	1	Водители 4раз-3 чел
4	Е-2-1-77	Подчистка дна котлована	1м3	1,2	0,03	-	1	Землекопы 3 раз- 3 чел
5	Е-4-1-34	Установка опалубочных размеров	1м2	25,3	0,35	-	1	Плотники 4 раз-1 чел 3 разр-1 чел
6	Е-4-3-11	Укладка арматурного каркаса	1сетка	15	1,05	-	1	Арматурщики 3 разр- 2 чел 2 разр- 2 чел
7	Е-9-1-3	Подача бетонной смеси и её уплотнение	1м3	164,4	0,08	-	1	Бетонщики 4 разр- 2чел 3 разр- 2 чел
8	Е-9-1-3	Схватывание бетонной смеси					7
9	Е-9-1-3	Разборка опалубочных размеров	1 м2	25,3	0,35	-	1	Плотники 4 раз-1 чел 3 разр-1 чел
10	Е-4-1-44	Сборка стен аэротенка из ж/б панелей	1м2	218,5	0,51	-	1	Рабочие 5 разр- 1 чел 3 разр- 2 чел
11	Е-4-1-44	Заделка стыков и гидроизоляция	1 м2	36	0,48	-	1	Рабочие 5 разр- 1 чел 3 разр- 2 чел
12	Е-4-3-11	Монтаж трубопроводов	1 п.м.	15	0,39	-	1	Рабочие 5 разр- 1 чел 3 разр- 2 чел
13	Е-4-3-13	Монтаж оборудования	шт.	2	1,3	-	1	Рабочие 5 разр- 1 чел 3 разр- 2 чел
14	Е-4-1-34	Засыпка пазух	1м3	40,5	0,10	ДЭТ-350	1	Машинист 6 разр - 1 чел Рабочие 3 разр- 2 чел
15	Е-4-1-44	Гидравлическое испытание	1 м3	165,4	0,59	-	1	Машинист 5 разр - 1 чел 3 разр- 1 чел

На основании календарного плана рассчитан и построен календарный график производства работ, который представлен на листе 4.

По календарному графику продолжительность строительства составила 23 дня. Максимальное число рабочих на строительной площадке - 4 человека.

4.7 Объектный стройгенплан

На данной строительной площадке не предусматривается наличие временного водоснабжения, водоотведения и освещения, т.к. это нецелесообразно для 23 дней строительства.

В данном дипломном проекте были запроектированы однопутные временные автомобильные дороги шириной 3,5 м с гравийным покрытием.

На строительной площадке предусмотрено 3 временных здания: контора прораба, закрытый склад для инструментов и оборудования, и гардеробная, все размерами 6х3 м. Также на строительной площадке имеется два открытых склада для строительных материалов размерами, 6х14 м, и площадка для разъезда машин.

4.8 Техника безопасности при проведении работ

Перед началом работ каждый рабочий должен пройти инструктаж по технике безопасности.

До начала работ на монтажной площадке следует определить места проходов и проездов, установить опасные зоны, которые надо оградить или оснастить предупредительными знаками, надписями или сигналами.

Монтажники должны работать в специальной одежде, защитных касках и рукавицах. Для спуска в глубокие траншеи и подъёма из них рабочий должен пользоваться лёгкой прочной переносной лестницей.

Монтируемое оборудование на монтажной площадке следует размещать так, чтобы оно не мешало производству работ. Громоздкие узлы и детали необходимо располагать при этом с учётом очерёдности их подачи на монтаж.

В целях безопасности ведения монтажных работ очень важно правильно подобрать монтажный кран. В случае расположения его на откосе необходимо проверить степень его устойчивости. Откос должен быть устойчивым при воздействии небольших нагрузок крана. Зона передвижения стрелы крана не должна накрывать рабочие места монтажников. Перемещение кранов с грузами над рабочими строго запрещается. Рабочая зона крана должна быть ограждена установкой предупредительных щитов.

Строительная площадка должна быть ограждена и иметь достаточное освещение.

Размещение санитарно-бытовых помещений, автомобильных и пешеходных дорог производится с учётом опасных зон, то есть за их пределами. При организации рабочих мест должны быть решены вопросы их оснащения средствами коллективной защиты, рациональной технической оснастки, средствами малой механизации, механизированным инструментом, приспособлениями по обеспечению безопасного производства работ.

При разработке траншеи экскаватором места прохождения городских сетей (силового кабеля, кабеля связи, линии высоковольтных передач и т. д.) необходимо доработать вручную, без применения ударных инструментов.

К управлению строительными машинами и механизмами допускаются только специально обученные работники с предварительной проверкой их знаний и практического умения работать на данной машине.

Разгрузку труб с транспортных средств и опускание в траншеи труб и других тяжёлых грузов можно производить с применением строп, цепей, поясов, траверс и других приспособлений в пределах их грузоподъёмности, указываемой на прикреплённых к ним бирках.

Запрещается исправлять положение подвешенной к крюку крана трубы или другого тяжёлого груза непосредственно руками, так как в случае самопроизвольного падения стрелы крана или соскальзывания рабочих средств рабочий может быть тяжело травмирован падающим грузом.

4.9 Охрана окружающей среды

Строительство объектов водоснабжения и водоотведения, как один из процессов воздействия на природу большого количества людей и техники, не может не оказать влияния на естественную среду. Но при определённых ограничениях этого воздействия на заранее предусмотренном этапе ведения работ неблагоприятные последствия человеческой деятельности оказываются минимальными и нарушенное экологическое равновесие восстанавливается.

Как известно, специализированные строительные подразделения занимают земли, предоставляемые им во временное пользование на период производства работ. После завершения строительства объектов необходимость в занятии этих земель отпадает и, согласно существующему законодательству, строительные организации обязаны за свой счёт выполнить рекультивацию, то есть привести земли в состояние пригодности для использования их по назначению.

Кроме того, ещё до начала строительства должны быть разработаны мероприятия по предотвращению загрязнения воздушного и водного бассейнов, а также почвенного покрова района производства работ, созданию зелёных зон вокруг промышленных объектов и некоторые другие.

В этой связи при проектировании производства работ по возведению объектов водоснабжения и водоотведения необходимо разработать соответствующие мероприятия по охране окружающей среды.

Из числа первоочередных мероприятий по охране окружающей среды, разрабатываемых в проекте производства работ, отметим следующие:

работы по рекультивации территории строительных площадок: снятие, хранение и восстановление первоначального растительного слоя грунта и плодородного слоя почвы; засыпка траншей и котлованов, планировка территории, посадка зелёных насаждений;

при производстве строительных работ в зоне расположения лесных массивов объёмы порубки древесины должны быть предельно минимальны и обоснованы соответствующими расчётами;

на территории лесных массивов производить вертикальную планировку с целью организации стока атмосферных осадков нецелесообразно, так как весь их расход, как показывает практика, идёт на питание леса;

при компоновке на генплане строительной площадки всех постоянных и временных сооружений, мест стоянки всех видов строительных машин, ремонтной базы, рекомендуется размещать так, чтобы исключить сток от них в окружающие водоёмы и предупредить возможное загрязнение и отравление;

необходимо предусмотреть периодический контроль состояния двигателей внутреннего сгорания строительных машин, механизмов и транспортных средств с целью обеспечения содержания токсичных примесей в выхлопных газах не выше установленных норм;

защита окружающей среды от шума, особенно в условиях городской застройки, осуществляется путём применения соответствующей технологии строительных работ, а также мероприятиями по шумо- и виброизоляции строительного оборудования и инструмента;

создание системы очистки сточных вод, а также системы оборотного водоснабжения, если по условиям производства работ необходимо обеспечить высокий уровень водопотребления, либо при подготовке сооружений водоснабжения и водоотведения к сдаче их в эксплуатацию.

5. Автоматизация технологического процесса

Проектирование систем водоотведения в настоящее время осуществляется с внедрением значительного объема автоматизации во все основные сооружения при сокращении штата, а по ряду объектов - и полном снятии дежурного обслуживающего персонала.

Главные задачи автоматизации систем и сооружений водоотведения состоят в улучшении качества водоотведения и очистки сточной воды (бесперебойность отведения и перекачки сточных вод, качество очистки сточных вод), сокращение эксплуатационных затрат, улучшение условий труда.

Основной функцией систем и сооружений водоотведения является повышение надежности работы сооружений путем контроля состояния оборудования и автоматической проверки достоверности информации и стабильности работы сооружений. Все это способствует автоматической стабилизации параметров технологических процессов и показателей качества очистки сточных вод, оперативной реакции на возмущающие воздействия (изменение количества отводимой сточной воды, изменение качества очищенной сточной воды). Оперативное обнаружение способствует локализации и ликвидации аварий и сбоев в работе технологического оборудования. Обеспечение хранения и оперативной обработки данных и представление их в наиболее информативном виде на всех уровнях управления, анализ данных и выработка управляющих воздействий и рекомендаций производственному персоналу координирует управление технологическими процессами, а автоматизация подготовки и обработки документов позволяет ускорять документооборот. Конечной целью автоматизации является повышение эффективности управленческой деятельности.

Внедрение автоматических систем позволяет сократить эксплуатационные затраты на электроэнергию; оперативно управлять потокораспределением сточных вод в водоотводящей сети; рационально использовать аккумулирующие емкости, что способствует выработке дифференцированного тарифа для уменьшения стоимости электроэнергии, расходуемой насосными агрегатами, сокращению расхода электроэнергии за счет применения современных методов управления системами перекачки и очистки сточных вод. Внедрение систем автоматизации работы очистных сооружений дает возможным равномерно подавать и оптимально распределять сточную воду по сооружениям, группам и блокам сооружений биологической очистки, уменьшить количество сжатого воздуха пропорционально расходу сточной воды и их качественного состава, повысить точность измерения показателей качества очищенной сточной воды. При обработке осадков сточных вод применение оптимального и взаимосвязанного дозирования реагентов возможно только при создании систем автоматического управления с коррекцией по показателям качества обработанного осадка. Автоматическое обнаружение и локализация аварий и нарушений в работе оборудования и сооружений, автоматическая проверка достоверности информации по качественным показателям очистки, доочистки и дезинфекции сточных вод сокращает число обслуживающего персонала, улучшает условия труда.

Секции аэротенков-смесителей представляют собой прямоугольные в плане сооружения. В данном дипломном проекте был запроектирован аэротенок-смеситель, состоящий из пяти секций. В каждой секции по три коридора, два крайних из которых выполняют аэрационную функцию, а третий по середине выполняет функцию регенератора активного ила. Очищаемая сточная вода подаётся по продольным распределительным лоткам.

В данном дипломном проекте для совершенствования эксплуатации блоков аэротенков-смесителей необходимо автоматизировать рабочие процессы удаления осадка и притока очищенной воды в аэротенк-смеситель.

Сточная жидкость из распределительных желобов поступает к каждому коридору. Расход сточной жидкости перед каждой секцией измеряется бескамерной диафрагмой. Уровень сточной воды в коридорах измеряется датчиком уровня. При достижении максимального уровня воды в коридоре датчик уровня передает электрический сигнал. В результате этого на трубопроводе подачи сточной воды закрывается задвижка с электроприводом. По понижению уровня воды в коридоре, задвижка снова открывается и продолжается подача сточной воды в секцию на очистку.

1 - секции аэротенков-смесителей; 2 - диафрагма бескамерная; 3 - электромагнитный расходомер; 4 - ультразвуковой расходомер.

- задвижка с электроприводом;

- регулятор уровня;

- насос;

- подача сточной жидкости;

- отвод очищенной сточной жидкости;

- трубопровод осадка;

- линии электрической связи приборов.

Рисунок 5.1 - Схема автоматизации секций аэротенков-смесителей

Расход очищенной сточной воды после секций измеряется ультразвуковым расходомером.

Данная схема автоматизации блоков аэротенков-смесителей представлена на рисунке 5.1.

Таким образом, автоматизация систем водоотведения позволяет регулировать расход и уровень сточных вод, управлять процессом удаления осадка, подачей сжатого воздуха, т.е. оптимизировать параметры технологического процесса, а также аварийно отключать систему. Кроме того, уменьшает долю ручного труда, улучшает безопасность работы производственного персонала и создает комфортные условия работы за счет применения дистанционного управления технологическими процессами. В результате этого повышается престижность работы персонала, облегчается труд производственного персонала за счет автоматизации рутинных работ и применения программ-«советчиков».

7. Охрана окружающей среды

7.1 Биологические пруды

Процесс очистки в биологических прудах аналогичен процессам, происходящим при самоочищении водоемов. Для устройства биологических прудов могут быть использованы естественные впадины местности, заброшенные карьеры, а также специально созданные водоемы. Пруды применяются для биологической очистки городских и производственных сточных вод.

Биологические пруды представляют собой каскад прудов, состоящий из 2-5 последовательных ступеней, через которые с небольшой скоростью протекает осветлённая или биологически очищенная вода. Различают пруды с естественной или искусственной аэрацией, которые могут быть использованы:

- как самостоятельные сооружения биологической очистки. В этом случае производительность очистной станции не должна превышать 15000 м³/сут для прудов с искусственной аэрацией и 5000 м³/сут для прудов с естественной аэрацией. При БПК_полн стоков, меньшем 200 мг/л применяется естественная аэрация, при большем значении - искусственная аэрация. Сточная вода предварительно должна быть пропущена через решётки и первичные отстойники;

- как пруды глубокой очистки. Пропускная способность прудов с естественной аэрацией не превышает 10000 м³/сут, при искусственной аэрации пропускная способность не ограничена. Если значение БПК_полн сточных вод не превышает 25 мг/л, используется естественная аэрация, при значении БПК_полн до 50 мг/л - искусственная аэрация.