Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет энергетического строительства

Кафедра "Водоснабжение и водоотведение"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

"Реконструкция существующих канализационных сооружений"

Студент

А.В. Жуковская

Руководитель Е.А. Казанли

Минск 2014 г.



Реферат

Курсовой проект: 43с; 5 рисунков; 1 таблица; 6 источников.

Глубокая очистка (доочистка), денитрификатор, нитрификатор, предварительная денитрификация.

Объектом разработки является реконструкция канализационных очистных сооружений.

Цель проекта: Реконструкция очистных сооружений. Студент подтверждает, что приведенный в курсовом проекте расчет на аналитический материал объективно отражает состояние исследуемого процесса, все заимствованные из литературных и других источников теоретические и методологические положения и концепции сопровождаются ссылкой на их авторов.



Содержание

Введение

1. Анализ исходных данных и требований нормативных документов по сбросу очищенных сточных вод в водоём

1.1 Определение расчетных расходов сточных вод

1.2 Определение концентрации загрязнений сточных вод

1.2.1 Определение концентрации по взвешенным веществам

1.2.2 Определение концентрации по БПК₅

1.2.3 Определение концентрации по азоту общему, азоту аммонийных солей и фосфору

1.2.4 Определение эквивалентного количества жителей

2. Определение требуемой степени очистки и выбор схемы реконструкции сооружений

3. Выбор и реконструкция сооружений механической очистки

3.1 Приемная камера

3.2 Расчет решеток

3.3 Расчет песколовок

3.4 Расчет песковых площадок

3.5 Расчет первичных отстойников

4. Выбор и реконструкция сооружений биологической очистки с глубоким удалением азота и фосфора

4.1 Расчет аэротенков

4.2 Расчёт воздуходувного хозяйства

4.3 Расчет вторичных отстойников

5. Выбор и реконструкция сооружений по обработке осадков

5.1 Определение расхода и влажности осадка, образующегося на очистных сооружениях

5.2 Расчет илоуплотнителей

5.3 Обезвоживание сырых осадков

5.4 Расчёт резервных иловых площадок

6. Выбор и реконструкция сооружений по обеззараживанию сточных вод

6.1 Расчет хлораторной

6.2 Подбор смесителя

6.3 Расчёт контактных резервуаров

7. Анализ полученных результатов по реконструкции очистных сооружений

Заключение

Список использованных источников

сброс очищенный вода биологический



Введение

В данном курсовом проекте производится реконструкция уже существующих канализационных сооружений полной биологической очистки с расчетным расходом сточных вод 31000м³/сут, из которых расход хозяйственно-бытовых сточных вод от населения составлет 19000м³/сут, а производственный сток равен 12000м³/сут.

Согласно заданию, реконструкция станции предусматривает увеличение расхода бытовых сточных вод от подсоединённого района жилой застройки с населением 20000чел. и нормой водоотведения 210л/(чел^.сут), а также производственных сточных вод от двух новых предприятий, расходы которых составляют 2800м³/сут. и 3100 м³/сут.

Требуется проверить существующие сооружения на пропуск новых расходов с обеспечением требуемой степени очистки сточных вод.



1. Анализ исходных данных и требований нормативных документов по сбросу очищенных сточных вод в водоём

Основными расчетными параметрами очистных сооружений являются:

- расчетные расходы сточных вод

- концентрации загрязнений

- эквивалентное население

- значения допустимых концентраций веществ в очищенных сточных водах.

1.1 Определение расчетных расходов сточных вод

Первоначально канализационная очистная станция была запроектирована на расчетный расход сточных вод 31000м³/сут, из которых расход хозяйственно-бытовых сточных вод от населения составлял 19000м³/сут, а производственный сток был равен 12000м³/сут.

Реконструкция станции предусматривает увеличение расхода бытовых сточных вод от подсоединённого района жилой застройки с населением 20000чел. и нормой водоотведения 210л/(чел^.сут), а также производственных сточных вод от двух новых предприятий, расходы которых составляют 2,8тыс.м³/сут. и 3,1тыс.м³/сут.

Расхода бытовых сточных вод , , от подсоединённого района жилой застройки составит

где - население подсоединённого района жилой застройки, чел;

- норма водоотведения подсоединённого района жилой застройки.



Тогда весь расход бытовых сточных вод , , поступающих на станцию, будет равен

Расход производственных сточных вод , поступающих на станцию, равен

Производительность очистной станции , , поределяется по формуле

Так как производственный сток =17900м³/сут составляет <45% от общей производительности очистной станции, то для определения минимального и максимального расходов сточных вод пользуемся данными таблицы. Определяем среднечасовой расход сточных вод , м³/ч, по формуле



Среднесекундный расход , л/с, определяется по формуле

Определяем максимальный и минимальный часовые расходы и ,, по формулам

где , - общие коэффициенты неравномерности притока сточных вод. Согласно таблице 6.1 [1] = 1,544, = 0,655.

Максимальный и минимальный секундные расходы и ,л/с, определяются по формулам



Расчеты требуемой степени очистки сточных вод производятся по величине среднесекундного расхода

Расчеты отдельных сооружений производятся по максимальному и минимальному часовым расходам.

Расчеты коммуникаций между сооружениями производят по максимальному и минимальному секундным расходам.

Выбор общего состава очистных сооружений производят по величине среднесекундного расхода.

1.2 Определение концентрации загрязнений сточных вод

Загрязнения в сточных водах подразделяются на 4 категории:

? минеральные

? органические

? бактериальные

? специфические

1.2.1 Определение концентрации по взвешенным веществам

100% - 23200 м3/сут

X% - 4200 м3/сут

X=18,10%=0,181

Концентрация взвешенных веществ в хозяйственно-бытовых стоках, мг/л, определяется по формуле



где =210л/(чел·сут) - норма среднесуточного водоотведения на 1 жителя подсоединённого района жилой застройки;

=180 л/(чел·сут) - норма среднесуточного водоотведения на 1 жителя ранее подключённого района жилой застройки;

- норма загрязнений по взвешенным веществ на одного жителя в сутки, г/(чел^.сут). Определяется по таблице 4.1 [2], b=65 г/(чел^.сут).

Концентрация взвешенных веществ в производственном стоке первого предприятия по заданию на проектирование =320мг/л, второго - =290мг/л.

Определяется концентрация взвешенных веществ в общем стоке, поступающем на очистную станцию, мг/л, по формуле

где - средние суточные расходы соответственно бытовых и производственных сточных вод.

1.2.2 Определение концентрации по БПК₅

Концентрацию загрязнений по БПК₅ ,, в хозяйственно-бытовом стоке вычисляется по формуле



где - норма БПК₅ на одного жителя, г/чел.сут. Определяется по таблице 4.1 [2]; =60 г/чел.сут; =210л/чел·сут - норма среднесуточного водоотведения на 1 жителя подсоединённого района жилой застройки; =180л/чел·сут - норма среднесуточного водоотведения на 1 жителя существовавшего района жилой застройки.

Концентрация БПК в производственном стоке первого предприятия по заданию на проектирование =218,5 мг/л, второго - =276 мг/л.

Определяется концентрация загрязнений по БПК₅ , , в стоке, поступающем на очистную станцию, по формуле

где - средние суточные расходы соответственно бытовых и производственных сточных вод, .

1.2.3 Определение концентрации по азоту общему, азоту аммонийных солей и фосфору

Концентрация загрязняющих веществ в хозяйственно-бытовом стоке ,мг/л, вычисляется по формуле



где - нормативная величина загрязняющего вещества, г/(чел^.сут). Определяется по таблице 4.1 [2];

и - среднесуточная норма водопотребления, определяемая в соответствии со степенью санитарного благоустройства здания.

Азот аммонийный:

Азот общий:

Фосфор общий:

Общая концентрация загрязнений , мг/л, определяется по формуле



где и - концентрация определённого вида хозяйственно-бытового и производственного стока соответственно, мг/л;

и - расход хозяйственно-бытового и производственного стока соответственно, .

Концентрации в производственном стоке по заданию на проектирование для первого и второго предприятия соответственно равны: азот амонийный 10 и 9 мг/л; азот общий 35 и 40 мг/л; фосфор общий 6 и 7 мг/л.

Азот аммонийный составит:

Азот общий:

Фосфор общий:

Составим схему поступления различных загрязнений на очистную станцию (рисунок 1.1).



Рисунок 1.1 - Расчетная схема

1.2.4 Определение эквивалентного количества жителей

Эквивалентное число жителей - это величина, учитывающая влияние производственных сточных вод на состав общего стока, то есть это такое число жителей, которые вносят такую же массу загрязнений, как и данный расход производственных сточных вод, чел.

В соответствии с п. 5.5 [2] эквивалентное количество жителей , чел, определяется по формуле

где - количество загрязняющих веществ, оцениваемых по БПК5, вносимых одним человеком в сточные воды, г/(чел^.сут), определяемое по таблице 4.1 [2]; =65 г/(чел^.сут);

- концентрация БПК₅ в сточных водах, поступающих на очистку, =307,51мг/л.



2. Определение требуемой степени очистки сточных вод и выбор схемы реконструкции сооружений

В соответствии с п. 4.1 [2] степень очистки сточных вод должна отвечать требованиям [3] в зависимости от эквивалентного числа жителей по таблице 5.1.

, соответствует требуемой степени очистки:

Взвешенные вещества =20 мг/л;

БПК₍₅₎ =15 мг/л;

Азот общий =15 мг/л;

Фосфор общий =2мг/л.

В связи с этим в курсовом проекте принимаются сооружения полной биологической очистки сточных вод с технологическими емкостными сооружениями для удаления азота и фосфора.

Выбор оптимальных решений по составу очистных сооружений должен производиться на основе технико-экономического сравнения и обоснования.

В комплекс новой очистной станции входят следующие сооружения:

Й Сооружения механической очистки:

- приёмная камера;

- решётки;

- аэрируемые песколовки;

- песковые площадки;

- первичные радиальные отстойники;

ЙЙ Сооружения биологической очистки:

- аэротенк;

- вторичные радиальные отстойники;

ЙЙЙ Установки по обеззараживанию сточных вод:

? хлораторная;

? смеситель ;

? контактный резервуар

ЙV Сооружения по обработке осадка:

? иловые площадки;

? илоуплотнители;

? цех механического обезвоживания осадка;

V Насосно-воздуходувная станция;

VЙ Вспомогательные здания и сооружения;

VЙЙ Выпуск в водоём (русловой).



3. Выбор и реконструкция сооружений механической очистки

3.1 Приемная камера

На очистных сооружениях сточная вода приходит самотёкам по открытым каналам. Приемная камера предназначена для приема сточных вод, поступающих на очистные сооружения, сопряжение напорных водоводов с открытыми каналами и гашения скорости.

Камеры могут предусматриваться на поступление сточных вод по одному или двум трубопроводам и располагаются в насыпи высотой до 5м.

На очистной станции ранее была запроектирована приемная камера марки ПК-2-50, размерами АЧВЧН=1500Ч2000Ч1600, мм.

1 - приёмная камера; 2 - напорные водоводы от ГКНС; 3 - открытый лоток в здании решёток; 4 - насыпь.

Риcунок 1- Приемная камера канализационных очистных сооружений при напорном поступлении сточных вод.



Подбор напорных водоводов производился по таблице 44 [4], для одного трубопровода d_н=500 мм скорость течения воды составляет V=1,40 м/с, гидравлический уклон i=0,005.

Проверяем напорные водоводы на пропуск нового максимального секундного расхода.

Определим расход на одну нитку

Учитывая, что диаметр трубопровода, запроектированного на станции, d=500мм определим скорость движения сточной воды , м/с, с учётом увеличения расхода.

Проверим расчётное наполнение камеры по формуле

Так как скорость в напорном водоводе находится в допустимых пределах (, то увеличивать количество ниток или диаметр водовода не требуется, а следовательно приемная камера остается прежней.

Определяем расход канала:



По данному расходу производится проверка канала на пропускную способность при уклоне i=0,0004, ширине b=1250мм и минимально допустимых скоростей V=0,7-1,0м/с по таблице 28 [4].

Определяем минимальное наполнение со скоростью движения воды V=0,77м/с по формуле

Поскольку до реконструкции высота воды в канале равнялась 0,875м, то высота необходимой достройки составит:

3.2 Расчет решеток

На данной очистной станции установлены решетки марки МГ 9Т с B=1000мм, H=1000мм, f=0,38м², B_р=1425 мм. При реконструкции станции было принято решение оборудовать станцию новыми ступенчатыми решётками тонкой очистки фирмы Rotoscreen.

Высота решётки должна быть на 1м больше высоты воды в канале.

Так как высота воды в канале составляет 1,063м, то равна



К установке принимаем 2 рабочие решётки и 1 резервную марки RS21(рисунок 2), со следующими основными размерами:

? AH = 2100мм;

? H = 2580мм;

? AL = 1975мм;

? L = 2060мм;

? SR = 2950мм;

? G = 400-800мм.

Рисунок 2 - Схема решетки

Данный тип решёток характеризуется:

? тонкой очисткой с прозором 1-6мм;

? прочной конструкцией с пластинами 3мм;

? высокой производительностью по удалению твёрдых частиц из жидкостей;

? самоочисткой, поворотностью;

? установкой без уступов в основании и ниш в стенках канала;

? антиблокировочным устройством.

После установки новых решёток при реконструкции станции происходит снижение взвешенных веществ на 10% и на 5% снижение БПК.



3.3 Расчет песколовок

Ранее были запроектированы аэрируемые песколовки со следующими параметрами:

1. число отделений - 2;

2. размеры отделений B_s=1,5 м;

3. ширина В=3м; глубина Н=1,536м;

4. длина L=18м;

5. площадь живого сечения 2,304м² .

Количество необходимых песколовок такого же размера с учётом увеличения расхода воды определяется по формуле

Т.е. принимаем ещё одну, третью, песколовку с шириной отделения B_s=1,5м (рисунок 3.3).



1 - отвод песковой пульпы; 2 - подвод воды к гидроэлеватору;

3 - смывной трубопровод со спрысками; 4 - щитовые затворы;

5 - гидроэлеваторы; 6 - песковой лоток; 7 - трубопровод для гидросмыва;

8 - воздуховод; 9 - аэраторы.

Рисунок 3 - Аэрируемая песколовка

Согласно п.6.3.5 [2] аэраторы выполняются из перфорированных труб с отверстиями диаметром 3-5 мм, расположенных на глубине 0,7Н вдоль одной из продольных стен над лотком для сбора песка.

Интенсивность аэрации принимается j = 3 - 5 м³/(м²час).

Определяем количество воздуха ,, подаваемого в песколовки:

где - интенсивность аэрации, принимаем = 4 м³/(м² • ч);

- количество отделений песколовки, n = 2;

- ширина песколовки, = 1,5 м;

- длина песколовки, = 17,3м.



/ч.

Песколовка имеет гидродинамическую систему удаления песка, состоящую из пескового лотка и смывного трубопровода со спрысками.

Расход промывных вод , подаваемых в гидромеханическую систему песколовки, остаётся прежним

где - восходящая скорость смывной воды в лотке. Принимается в соответствии с п.6.3.7 [2] 0,0065 м/с;

- длина пескового лотка, м, равная разности длины песколовки и диаметра пескового бункера, который равен 2 м определяется по формуле

- ширина пескового лотка, равная 0,5 м.

Объём осадочной части песколовки , определяется поформуле

где - количество песка, задерживаемого в песколовках. В соответствие с таблицей 3 [2] ;

- период между чистками песколовки во избежание загнивания осадка, ;

_. - приведенное количество населения по взвешенным веществам, =194414 чел.

Песчаная пульпа из песколовок обезвоживается на песковых площадках.

Проверим скорость воды в песколовках , по формуле

Т.к. , то песколовки подобраны правильно.

3.4 Расчет песковых площадок

Площадь площадок , определяется по формуле

где - норма песка;

- нагрузка на площадку, принимаемая в соответствии с п. 6.3.9 [2] должно быть не более 3 м³/(м²•год).



Количество песковых площадок должно быть не менее двух. Принимаем две площадки. Площадь одной , составляет

Соотношение ширины к длине песковых площадок составляет 1:2, т.е. размеры площадок 2Ч(13Ч27) м.

Принимаем высоту ограждающего валика равную 2м.

3.5 Расчет первичных отстойников

На станции были запроектированы четыре первичных радиальных отстойника диаметром 18 м ( рисунок 3.4).

Исходные данные для перерасчёта количества отстойников с учётом увеличения расхода сточных вод:

? максимальный часовой приток сточных вод Q_max.h=2644,1м³/час;

? решетки эскалаторного типа задерживают 10% взвешенных веществ, приходящих на очистную станцию, следовательно концентрация взвешенных веществ ,мг/л, приходящихся на отстойники будет равна

Расчёт отстойников производится по кинетике выпадения взвешенных веществ с учётом необходимого эффекта осветления.

В соответствии с п.6.5.3 [2] концентрация взвешенных веществ b_cdp в осветленной воде, подаваемой на биологическую очистку, не должно превышать 150 мг/л.

Первичные отстойники могут обеспечивать эффект осветления от 50-60%.

Так как , то принимаем эффект очистки Э=50%.

1 - устройство для сгребания с поверхности воды плавающих веществ;

2 - жиросборник; 3 - трубопровод для отвода плавающих веществ;

4 - трубопровод для подвода сточных вод на осветление;

5 - иловый приямок; 6 - ферма со скребками; 7 - трубопровод для отвода сырого осадка; 8 - канал отвода осветлённой воды.

Рисунок 4 - Схема первичного радиального отстойника

Проверяем какое количество отстойников будет при новой производительности станции.

Производительность одного отстойника ,м³/час, определяется по формуле



где - коэффициент использования объёма отстойника. В соответствии с таблицей 6.8 [2] = 0,45 для радиальных отстойников;

- диаметр отстойника. Диаметры отстойников оставляем прежними, т.е. =18 м;

- диаметр впускного устройства. Для типового отстойника 18м =0,92;

- турбулентная составляющая скорости рабочего потока, зависящая от продольной скорости потока . Принимается в зависимости от скорости рабочего потока по таблице 6.9 [2]. При . =5 мм/с =0 мм/с;

- расчётное значение гидравлической крупности задерживаемых частиц при принятом эффекте очистки, мм/с.

Гидравлическую крупность , определяем по формуле

где - коэффициент, зависящий от эффекта очистки и концентрации исходного стока. Принимается для городских сточных вод в соответствии с рисунком 6.1 [2] ;

- глубина проточной части отстойника, принимаемая по типовым проектам выбранного типа отстойника; = 3,1м;

- продолжительность отстаивания в цилиндре со слоем воды h₁=0,5 м в соответствии с заданным эффектом осветления. Определяется по таблице 3.1.

При и Э=50% .



Таблица 1 - Продолжительность отстаивания сточных вод

Эффект осветления, %	Продолжительность отстаивания tset, с, в слое h1 = 500 мм, эффект осветления, % при температуре 15°С и при концентрации взвешенных веществ, мг/л
	200	300	500
50	900	640	450

Количество отстойников , определяется по формуле

Отстойники пропускают данный расход, следовательно реконструкцию не производим и количество первичных отстойников не меняется.

Проверяем фактическую скорость , в отстойнике по формуле

Так как принятое равным 5 м/с больше, чем фактическая скорость =2,1 м/с, то диаметр отстойника подобран верно.

Количество задерживаемого отстойниками осадка ,м3/ч, следует определять исходя из концентрации взвешенных веществ в поступающей воде и концентрации взвешенных веществ в осветленной воде по формуле



где - влажность удаляемого осадка. При самотечном удалении =95%;

- удельный вес осадка, г/см³; = 1т/м³=1 г/см³;

- вынос взвешенных веществ из первичных отстойников (концентрация в осветленной воде), мг/л.

При механизированном удалении осадка накопление осадка идёт в течение 8 часов.

Определяем объём иловой части отстойника , по формуле

.



4. Выбор и реконструкция сооружений биологической очистки с глубоким удалением азота и фосфора

4.1 Расчет аэротенков

Реконструируемая очистная станция оборудована 7 секциями трёхкоридорного аэротенка А-3-4,5-4,4, длина которого составляет . Новая станция предусматривает очистку сточных вод от азота и фосфора, поэтому необходимо рассчитать несколько фаз очистки: окислительную и восстановительную.

В соответствии с данными таблицы Б1 [5] эффект удаления примесей по БПК₅ принимается от 20 до 33 %. Принимаем Э=25%, следовательно на очистку по удалению азота и фосфора поступает вода с . Содержание азота амонийного снижается на 9%, азота общего - на 11%, содержание фосфора общего также уменьшается на 11%.

Значения допустимых концентраций веществ в очищенных сточных водах при проектировании очистных сооружений принимается по [3] в зависимости от эквивалентного населения.

Концентрацию нитратного азота , подлежащего удалению, следует рассчитывать по балансовому уравнению



где - содержание общего азота в сточной воде, поступающей на биологическую очистку;

содержание азота органических веществ в воде, отводимой после вторичных отстойников; в соответствии с п.7.6.17.6;

содержание аммонийного азота в сточной воде после вторичных отстойников, по таблице В1 [3];

содержание нитратного азота в сточной воде после вторичных отстойников,

азот органических веществ, поступающий в биомассу активного ила. В соответствии с п.7.6.17.6 [2] определяется по формуле

,

.

Определяем отношение концентрации азотонитратов, подлежащих денитрификации к значению БПК₅ сточных вод после отстаивания.

В соответствии с п.7.6.17.5 [2] отношение объёма денитрификатора к общему объёму ёмкости с активным илом менее чем 0,2 не рекомендуется.



При значениях менее 0,2 принимается .

Общий объём аэротенков , определяется по формуле

где - доза ила в аэротенке. В соответствии с таблицей 7.5 [2] для обработки воды с предварительной денитрификацией = 2,5 3,5 гр/л; принимаем = 3гр/л.

- возраст активного ила в сутках. Определяется по таблице 7.11 [2] в зависимости от цели обработки, от соотношения , от температуры сточных вод (t=12 ⁰C) и нагрузки на ил по органическим веществам;

= 8,3 , т.к. .

k = 0,84 - коэффициент прироста ила;

- прирост активного ила. Определяется в соответствии с п. 7.6.17.4 по таблице 7.15 [2] в зависимости от соотношения .

,



1. Определяем объём денитрификаторов , по формуле

.

2. Определяется требуемая степень рециркуляции циркуляционного активного ила из вторичных отстойников:

где - концентрация аммонийного азота, подлежащего нитрификации. = 32,7мг/л.

- концентрация нитратного азота после вторичных отстойников. .

Определяем расход циркуляционного активного ила из вторичных отстойников , , по формуле

.

3. Определяем требуемую степень денитрификации по удаляемому азоту при предварительной денитрификации по формуле



4. Определяем расход иловой смеси из нитрификатора ,, по формуле

.

5. Определяется нагрузка на ил , которая не должна превышать

При биологическом удалении фосфора в соответствии с п.7.16.18.2 [2] предусматривается ёмкость после первичного отстаивания вместимостью на время контакта с активным илом от 0,5 до 0,75 часа. Расчёт производится на сумму расхода сточных вод и расхода циркуляционного активного ила.

Принимаем продолжительность нахождения сточных вод равной 0,5 часа и определяем ёмкость анаэробной зоны , , по формуле

.



Общий объём аэротенка , составляет

Так как на станции был запроектирован трёхкоридорный аэротенк

А-3-4,5-4,4, длиной и объёмом одной секции то количество секций аэротенка , определяем по формуле

Т.е. необходимо увеличить количество секций аэротенка на две.

N должно быть меньше либо равно 10.

Определяем объём, аэробной, анаэробной и аноксичной зоны в каждом аэротенке:

Определяем длину каждой зоны , по формуле

1. Зона нитрификации



2. Зона денитрификации

3. Анаэробная зона:

Определяем общую длину трёх зон , по формуле

Общая длина составит:

Тогда зона нитрификации , м будет равна:



4.2 Расчёт воздуходувного хозяйства

Потребность в кислороде при очистке сточной воды OV,кг/сут, определяется как сумма расхода кислорода на деструкцию органических веществ и нитрификацию с учетом снижения потребности в кислороде за счет окисления органических веществ при денитрификации по уравнению

где -- расход кислорода на деструкцию органических веществ, кг/сут;

-- расход кислорода на нитрификацию, кг/сут;

-- снижение потребности в кислороде за счет окисления органических веществ при денитрификации, кг/сут.

При соотношении расход кислорода на обработку воды с целью деструкции органических веществ необходимо определять по таблице 7.16 [2] с учётом температуры и возраста ила.

Принимаем соотношение , тогда в зависимости от температуры и возраста ила определяем удельный расход кислорода на обработку сточной воды.

При . Для

Расход кислорода на деструкцию органических веществ ,кг/сут, определяется по формуле



Расход кислорода на нитрификацию , следует рассчитывать по формуле

Снижение потребности в кислороде , за счет окисления органических веществ в аноксичных условиях при денитрификации следует определять по формуле

Максимальную часовую потребность в кислороде , следует определять с учётом неравномерности его потребления в течение суток по формуле



где -- коэффициент часовой неравномерности потребления кислорода при обработке сточной воды с целью деструкции органических веществ;

-- коэффициент часовой неравномерности потребления кислорода при нитрификации.

Коэффициенты часовой неравномерности потребления кислорода и принимаются по таблице 7.17 [2] в зависимости от возраста ила и суточном поступлении органических загрязнений.

;

.

Требуемую подачу кислорода q_o, кг/ч, в технологические емкости с активным илом при непрерывной аэрации следует определять по формуле

Для технологических ёмкостей с периодической аэрацией по формуле

где -- растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и давления, принимаемая по справочным данным, мг/дм³.

Для ;

Для ;

Тогда для .

-- концентрация кислорода в иловой смеси в технологической емкости, мг/дм³.

Расход воздуха ,, определяется по формуле

где ;

- так как был запроектирован трёхкоридорный аэротенк А-3-4,5-4,4;

В соотвтетствии с массобменной характеристикой выбранных аэраторо определяем фактический расход подаваемого воздуха, , по формуле

где - степень использования кислорода воздуха для выбранного типа аэратора; .



Находим общую длину араторов, м, в сооружениях по формуле

Количество труб, располагаемых в одной секции аэротенка составляет:

К установке принимаем 2 основные и 1 резервную воздуходувки марки ТВ200-1,12 М1-0,1 со следующими характеристиками:

? ;

? ;

? .

4.3 Расчет вторичных отстойников

Вторичные отстойники относятся к сооружениям биологической очистки сточных вод и служат для отделения из иловой смеси активного или, который в течении двух часов отстаивается, накапливается и уплотняются в нижней части отстойника откуда илососами подается в иловые колодцы.

В курсовом проекте приняты 5 радиальных отстойников.

На станции желательно принимать однотипные сооружения, поэтому для начала расчета задаемся диаметром отстойника 18 м.

Определяется нагрузка на вторичный отстойник, м³/(м²·час), по формуле



где - коэффициент использования объёма зоны отстаивания. Принимаемый согласно п.7.8.3 [2] для радиальных отстойников =0,4;

- концентрация активного ила. Во вторичных отстойниках a_i=3мг/л;

- глубина зоны отстаивания, =3,1 м;

- доза ила при удалении его из иловой смеси, =10 мг/л;

- иловый индекс. Определяется по таблице 7.7 [2] в зависимости от нагрузки на ил , мг БПК на грамм беззольного вещества в сутки.

Тогда мг/(г•сут).

Определяется необходимая площадь зеркала отстаивания ,,по формуле

Определяется площадь зеркала воды одного отстойника ,, по формуле



Определяется количество отстойников , по формуле

Таким образом, с учётом увеличения расхода сточных вод, к проектированию приняты 7 отстойников.

Продолжительность отстаивания во вторичных отстойниках , которая должна быть больше 1,5 ч, определяется по формуле

Определяется время пребывания осадка в иловой зоне , которое должно быть не более 2 часов, по формуле

где - расход циркуляционного активного ила, м³/ч;

- расход избыточного активного ила, м³/ч.

Определяем расход циркуляционного активного ила , м³/ч, по формуле



где - степень рециркуляции активного ила,

Определяем расход избыточного активного ила , м³/ч по формуле

где - прирост активного ила, ;

- концентрация активного ила, =4000 мг/л.

Тогда продолжительность пребывания осадка в иловой зоне равна

На суммарный расход циркуляционного и избыточного активного ила рассчитывается трубопровод подачи активного ила на насосную станцию. На циркуляционный расход рассчитывается трубопровод подачи активного ила в аэротенк, а на расход избыточного активного ила - трубопровод подачи избыточного ила от насосной станции в илоуплотнители.



5. Расчет сооружений по обработке осадка

Осадок, образующийся в процессе очистки сточных вод (сырой, избыточный активный ил и др.), должен подвергаться обработке, обеспечивающей возможность его утилизации или складирования.

Выбор методов стабилизации, обезвоживания и обезвреживания осадка должен определяться местными условиями (климатическими, гидрогеологическими, градостроительными, агротехническими и пр.), его физико-химическими и теплофизическими характеристиками, способностью к водоотдаче.

5.1 Определение расхода и влажности осадка, образующегося на очистных сооружениях

Расход сырого осадка из первичных отстойников, считая по сухому веществу , определяется по формуле

где - концентрация взвешенных веществ в общем стоке, мг/л;

Э - эффект очистки сточных вод в первичных отстойниках, Э=50%;

- коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций и взвесей,

Расход избыточного активного ила, считая по сухому веществу , определяется по формуле



где - прирост активного ила в аэротенках, мг/л;

- коэффициент, учитывающий неравномерность прироста ила в процессе очистки,

Определяем количество беззольного вещества сырого осадка и сухого вещества по формулам

где - гигроскопическая влажность. Для осадка , для активного ила ;

- зольность сухого вещества. Для осадка , а для активного ила

Влажность сырого осадка бытовых сточных вод равна 95% для первичных отстойников всех типов при самотёке согласно п. 6.5.16 [2].

Влажность уплотненного активного ила после илоуплотнителей по таблице 12.2 [2] равна 97,3%.



Объем сырого осадка , м³, и избыточного ила , м³ определяется по формулам

где и - влажность сырого осадка и ила;, ;

и - плотность сырого осадка и ила; .

Определяем общий объем осадка м³

Определяем среднюю влажность смеси , % по формуле

На обезвоживание поступает с влажностью



5.2 Расчет илоуплотнителей

На илоуплотнители поступает избыточный активный ил из вторичных отстойников с влажностью 99,7%, они уплотняют осадок до влажности 97,3%. В качестве илоуплотнителей на станции применяются радиальные отстойники диаметром 18м.

Илоуплотнители рассчитываются на максимальный часовой приток избыточного активного ила и по продолжительности отстаивания в илоуплотнителе, которая определяется по таблице 12.2 [2] в зависимости от вида активного ила и его концентрации.

В соответствии с таблицей 12.2 [2] для активного ила из вторичных отстойников с концентрацией 4000 мг/л продолжительность отстаивания составляет от 9 до 11 часов.

Принимаем Т=10ч.

Объем илоуплотнителя , м³ определяем по формуле

Для отстойника диаметром 18м. объем зоны отстаивания W_з.о. =788м³.



Проверяем нагрузку на зеркало илоуплотнителя , которая должна находиться в пределах от 0,2 до 0,5 .

где - количество илоуплотнителей;

- радиус илоуплотнителя.

Определяется расчетный расход уплотненного активного ила , м³/час при его влажности 97,3% по формуле

где - влажность активного ила;

- влажность уплотненного активного ила.

На этот расход рассчитывается трубопровод подачи уплотненного активного ила.

Определяем объем жидкости, отводимой в процессе уплотнения ила , м³/час по формуле



5.3 Обезвоживание сырых осадков

Механическое обезвоживание осадка производится на центрифугах HYSEP. На обезвоживание подается смесь осадка, объемом 530,0м³ и влажностью 96,67%.

Расход осадка по сухому веществу равен

Определяем часовое количество осадка:

К установке принимаем 2 рабочие и 1 резервную центрифуги HYSEP МД44 производительностью 12м3/ч

В соответствии с п. 12.8.16 [2] дозу высокомолекулярного флокулянта следует принимать от 2 до 7 кг/т сухого осадка, при этом большая величина принимается при центрифугировании активного ила, а меньшая для сырого осадка.

Принимаем дозу флокулянта 5 кг/т и определяем необходимое суточное количество флокулянта:

Склад флокулянта рассчитывается на хранение от 20 до 30 суток. Принимаем Т= 20 суток и определяем вместимость склада(месячное количество флоокулянтов).



Размеры цеха механического обезвоживания осадка принимаются по типовым проектам. Так как производительность станции > 30тыс. м3/сут, то к проектированию принимаем здание размерами 12Ч42 м.

Центрифуги МД44 обезвоживают осадок до влажности 66-75%. Принимаем влажность кека 70% и определяем количество кека по формуле

Площадки для складирования кека предусматриваются заасфальтированные, расположенные вокруг цеха механического обезвоживания осадка, они рассчитываются на 3-4 месячное хранение осадка в отвалах, высотой 2-3 м.

В курсовом проекте расчет ведется на хранение осадка n=3 месяца, высота отвала h=3 м.

Площадь площадки определяется по формуле

Размеры площадки приняты при компоновке генплана и равны 30м х 58,8м.



5.4 Расчет резервных иловых площадок

Принимаем иловые площадки на искусственном асфальтобетонном основании с дренажем.

В соответствии с таблицей 12.8 [2] нагрузка на этот вид площадок

.

Определяется необходимая площадь иловых площадок F, м²:

К = 0,98

В соответствии с п. 12.8.18 [2] при проектировании механического обезвоживания осадка необходимо предусматривать аварийные иловые площадки на 20 % годового количества осадка.

Соответственно площадь аварийных иловых площадок , м² , составит

Площадь одной аварийной площадки составляла 4000 м². Таким образом необходимо достроить ещё одну аварийную площадку, т.е. на станции должно быть 5 площадок размером 40м ^х 100м.



6. Расчёт сооружений по обеззараживанию сточных вод

Для обеззараживания сточных вод может применяться хлорирование жидким хлором или другими хлорсодержащими реагентами (хлорной известью, гипохлоритом натрия, получаемом в виде продукта с химических предприятий, электролизом растворов солей или минерализованных вод, прямым электролизом сточных вод), озоном, ультрафиолетовым излучением.

В соответствии с п.8.3[2] расчетную дозу активного хлора принимают с учетом хлоропоглощаемости сточных вод и при обеспечении остаточного хлора в очищенной воде после контакта не менее 1,5 мг/л.

Для биологической очистки сточных вод доза хлора принимается равной 3мг/л.

6.1 Расчет хлораторной

В соответствии с п. 8.3 [2] расчетная доза активного хлора для биологически очищенных сточных вод составляет 3 мг/л. Нормальная работа хлораторной обеспечивается при подачи воды к инжекторам хлораторной из расчета 0.7 м³воды на 1 кг хлора

Определяется количество активного хлора, кг/ч, для обеззараживания очищенных сточных вод по формуле

где - доза хлора, равная 3 г/м³.

Количество хлора определяем для минимальной и максимальной производительностей.



В соответствии с п. 8.4 [2] хлорное хозяйство станции должно обеспечивать увеличение расчетной дозы хлора в 1,5 без изменения вместимости склада.

Определяется производительность хлораторной , по формуле

Количество хлораторных остается неизменным, а именно к проектированию принимаются две хлораторные АХВ 1000/Р12. Размер хлораторной 12х21 м.

Определяется необходимый расход хлорной воды , по формуле

где - удельный расход воды для приготовления хлорного раствора, .

6.2 Подбор смесителя

В качестве смесителя принимается лоток Паршаля, длина которого принимается в зависимости от суточной производительности станции. Для производительности 41,1 тыс. м³/сут по таблице 5.23 [5] подбираем лоток Паршаля длиной l=6,5м.

6.3 Расчёт контактных резервуаров

В соответствии с п.8.6 [2] продолжительность контакт воды с хлором осуществляется на протяжении 30 минут, после чего очищенная сточная вода сбрасывается в водоток.

Типовые контактные резервуары принимаются по таблице 5.25 [5].

Объём контактного резервуара , определяется по формуле

где T - продолжительность контакта воды с хлором, T=0,5 ч.

Длина контактного резервуара ,м, определяется по формуле

где - количество контактных резервуаров, ;

- число секций в контактном резервуаре, ;

- ширина секции, B=6 м;

- глубина резервуара,



Количество необходимого воздуха , определяется по формуле

Определяем количество осадка м³, из расчёта 0,5 л осадка 1 м³ сточной воды по формуле

Осадок из контактных резервуаров сбрасывается в сеть местной канализации.



7. Анализ полученных результатов по реконструкции очистных сооружений

На основании необходимой степени очистки с учётом увеличения расхода сточных вот, приходящего на очистные сооружения, были проверены на пропуск нового расхода уже существующие сооружения.

Для увеличения производительности станции были определены следующие меры по реконструкции:

1) так как скорость в напорном водоводе находится в допустимых пределах (, то увеличивать количество ниток , равное 2, или диаметр водовода(d =500мм) не требуется, а следовательно приемная камера остается ранее запроектированной марки ПК-2-50, c размерами АЧВЧН=1500Ч2000Ч1600, мм;

2) при проверка канала на пропускную способность при уклоне i=0,0004, ширине b=1250мм и минимально допустимой скорости минимальное наполнение составило 1,063м. Поскольку до реконструкции высота воды в канале равнялась 0,875м, то высота необходимой достройки ;

3) на данной очистной станции ранее были установлены решетки марки МГ 9Т с B=1000мм, H=1000мм, f=0,38м², B_р=1425 мм. При реконструкции станции было принято решение оборудовать станцию новыми ступенчатыми решётками тонкой очистки фирмы Rotoscreen. К установке приняты 2 рабочие решётки и 1 резервную марки RS21;

4) количество аэрируемых песколовок необходимо увеличить до 3х(ранее было запроектировано 2), с размерами отделений B_s=1,5 м, шириной В=3м b глубиной Н=1,536м;

5) на станции были запроектированы четыре первичных радиальных отстойника диаметром 18 м. Отстойники пропускают новый расход сточных вод, следовательно реконструкцию не производим и количество первичных отстойников не меняется;

6) реконструируемая очистная станция оборудована 7 секциями трёхкоридорного аэротенка А-3-4,5-4,4, длина которого составляет . С увеличением расхода сточных вод необходимо увеличить количество секций аэротенка до 9.

7) воздуходувки марки ТВ-200-1,4 (2 основные и 1 резервная), производительностью 12тыс. м³/ч, давление 0,14МПа, мощность 172кВт необходимо заменить. К установке принимаем 2 основные и 1 резервную воздуходувки марки ТВ200-1,12 М1-0,1 со следующими характеристиками:;;.

8) В качестве илоуплотнителей на станции применяются 3 радиальных отстойника диаметром 18м. Их реконструкция не требуется.

9) Площадки для складирования кека предусматриваются заасфальтированные, расположенные вокруг цеха механического обезвоживания осадка, они рассчитываются на 3-4 месячное хранение осадка в отвалах, высотой 2-3 м. Размеры площадки приняты при компоновке генплана и равны 30м х 58,8м.

10) Площадь одной аварийной площадки составляла 4000 м^2.. С увеличением производительности станции необходимо достроить ещё одну аварийную площадку, т.е. на станции должно быть 5 площадок размером 40м ^х 100м.

11) Количество хлораторных остается неизменным, а именно к проектированию принимаются две хлораторные АХВ 1000/Р12. Размер хлораторной 12х21 м.

12) В качестве смесителя принимается лоток Паршаля, длина которого равнялась 6,1м, с учётом увеличния расходов необходим лоток Паршаля длиной l=6,5м.

Генплан очистной станции при реконструкции разработан с учётом основных требований:

1. Сооружения располагаются компактно. Расстояние между однотипными сооружениями принято 3 - 5 м, между разнотипными - 5 - 10 м. Расстояния между отдельными сооружениями или группами сооружений обеспечивают возможность строительства их по очередям и возможность расширения станции при увеличении притока сточных вод.

2. Расположение очистных сооружений обеспечивает самотечный режим движения воды и осадков по сооружениям.

3. Объём земляных выемок и насыпей сбалансированы.

4. К каждому сооружению обеспечен свободный подъезд транспорта, при этом ширина проезжей части дороги принята не менее 3,5 м, а величина обочины не менее 2 м с каждой стороны дороги. Радиусы закругления дорог - не менее 7 м, а подъёмы и спуски - не более 10 - 12%.

5. В составе станции очистки предусмотрены:

6. устройства для равномерного распределения сточных вод и осадков между отдельными элементами очистных сооружений;

7. устройства для выключения из работы, опорожнения и промывки сооружений и трубопроводов;

8. устройства для аварийного выпуска сточных вод до и после сооружений механической очистки;

9. устройства для измерения расходов сточных вод, осадков и газа;

10. установка автоматических пробоотборников.

11. Территория станции ограждена, благоустроена и освещена. На территории запроектированы сети внутриплощадочного водопровода и канализации. Хозяйственно-бытовые стоки от зданий и сооружений, где работает обслуживающий персонал, по самотечной сети отводятся на местную насосную станцию и затем перекачиваются в приёмную камеру очистных сооружений.

Заключение

В данном курсовом проекте произведена реконструкция существующих канализационных очистных сооружений. Был выполнен пересчет существующих сооружений на новую производительность и новые концентрации загрязняющих веществ.

На основании расчетов требуемой степени очистки, выполнены расчеты, а также анализ возможности дальнейшего использования запроектированных канализационных очистных сооружений и, при необходимости, их реконструкция. Произведена компоновка генплана ( лист №1).

В результате реконструкции были переоборудованы решетки, а также увеличилось количество секций аэротенков, были запроектированы центрипрессы другой модели. Произведено удаление азота и фосфора. Обеззараживание производится раствором хлора.

Проект выполнен в соответствии с заданием на проектирование и действующими на территории Республики Беларусь нормами и правилами.

После реконструкции работа существующей канализационной станции станет более надежной, стабильной и эффективной, что подтверждено расчетами.

Список использованных источников

1 ТКП 45-4.01-53-2012 Системы канализации населенных пунктов. Основные положения и общие требования. Строительные нормы проектирования. Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, Минск 2012 г., 18 с.

2 ТКП 45-4.01-202-2010 Очистные сооружения сточных вод. Строительные нормы проектирования. Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, Минск 2011 г., 99 с.

3 Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справочное пособие.- М.: Стройиздат, 1984.

4 Лапицкая М.П. и др. Очистка сточных вод (примеры расчетов). - Мн.: Выш. школа, 1983 - 255 с., ил.

5 ТКП 17.06-04-2012 Охрана окружающей среды и природопользование. Гидросфера. Правила установления фоновых концентраций химических веществ в воде водных объектов. Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды РБ. Мн-2012,-28стр.

6 А.А. Лукиных, Н.А. Лукиных Таблица для гидравлического расчёта канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. - М.: Стройиздат, 1974.

Размещено на Allbest.ru