Расчет сооружений механической очистки сточных вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Канализационные очистные сооружения города

расчет сооружений механической очистки сточных вод

Содержание

Введение

Исходные данные для расчета канализационных очистных сооружений

1. Механическая очистка сточных вод на канализационных очистных сооружениях

1.1 Определение количественного и качественного состава сточных вод

1.1.1 Определение количества бытовых сточных вод

1.2 Определение расхода сточных вод, поступающих на очистные сооружения

1.2.1 Определение расхода сточных вод, поступающих на очистные сооружения

1.2.2 Определение концентрации загрязнений в смешанном стоке бытовых и промышленных сточных вод

1.2.3 Вычисление приведённого числа жителей

1.3. Расчёт лотков, решёток, подбор размеров приёмной камеры

1.3.1 Расчёт лотков

1.3.2 Расчёт решёток

1.4. Расчёт песколовок и песковых площадок

1.4.1 Расчёт песколовок

1.4.2 Расчёт песковых площадок

1.5 Расчёт первичных отстойников

2. Биологическая очистка сточных вод на канализационных очистных сооружениях

2.1 Расчёт аэротенков

2.1.1 Рабочий объём одного аэротенка с регенератором

2.1.2 Расчетная длина коридора аэротенка

2.2 Расчет контактных резервуаров

2.3 Расчёт вторичных отстойников

2.4 Расчёт илоуплотнителей

2.5 Расчёт метантенков

2.5.1 Расчёт резервных иловых площадок

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

очистка загрязнение сточная канализационная вода

Природа имеет замечательное свойство - самовосстановление. Осуществляется оно различными способами. Но при современном развитии человеческого общества во всех сферах его деятельности образуется большое количество отходов, которые имеют различный состав и свойства. Природа с таким количеством загрязнений не справится без помощи человека.

Предметом изучения данного курса является очистка сточных вод, образующихся в результате жизнедеятельности человека. И для ее осуществления человек пользуется природными способами: фильтрация, отстаивание, окисление органических веществ микроорганизмами и т.д. Но так как сточные воды имеют состав и концентрацию загрязнений, существенно отличающиеся от состава и концентраций загрязнений природных вод, то способы очистки сточных вод постоянно преобразуются и улучшаются для достижения максимального эффекта очистки с минимальными затратами времени и средств на ее осуществление.

В данном проекте мы произведем расчет сооружений механической очистки сточных вод.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ

1) Город расположен в южной полосе России;

2) Население города составляет 119480 чел.;

3) Норма водоотведения - 303 л/сут-чел.;

4) Грунты на территории очистной станции: супесь;

5) Грунтовые воды встречаются на глубине 9,5 м;

6) В городе расположено промышленное предприятие, которое сбрасывает в городскую канализацию сточные воды в количестве 640 м³/сут. Степень загрязненности производственных сточных вод характеризуется следующими показателями их качества, г/м³ (мг/л): концентрация взвешенных веществ - 156, БПК - 111,

7) Данные по водоему:

- расход реки в межень 640 м³/сек

- средняя скорость течения воды в реке на расчетном участке -0,2 м/сек;

- средняя глубина реки на расчетном участке - 2,0 м;

- расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по прямой L_np - 18,6 км;

- расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по фарватеру L_ф- 19,4 км;

- содержание взвешенных веществ в воде водоема до спуска сточных вод С_р - 9 мг/л;

- БПК_полн речной воды до момента выпуска сточных вод L_peкa -1,5 мг/л;

- содержание растворенного кислорода в речной воде до места спуска сточных вод О_реки - 7,8 мг/л.

1. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД НА КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ

1.1 Определение количественного и качественного состава сточных вод

1.1.1 Определение количества бытовых сточных вод

Среднесуточный расход бытовых сточных вод Q_ср.сут^быт , м³/сут, определяется по формуле

Q_ср.сут^быт = n*N / 1000, (1.1)

где n - норма среднего водоотведения на человека, л/с*чел, принимаемая по заданию; N - расчётное число жителей, принимаемое по заданию.

Q_ср.сут^быт = 303*119480 / 1000 = 36202,44 (м³/сут)

Среднечасовой расход бытовых сточных вод Q_ср.ч^быт , м³/ч, определяется по формуле

Q_ср.ч^быт = Q_ср.сут^быт / 24, (1.2)

Q_ср.ч^быт = 36202,44 / 24 = 1508,43 (м³/ч)

Среднесекундный расход бытовых сточных вод q_ср.с^быт , л/с, определяется по формуле

q_ср.с^быт = Q_ср.сут^быт *1000/ (3600*24) (1.3)

q_ср.с^быт = 1508,43*1000 / (3600*24) = 426,42 (л/с)

Максимально секундный расход бытовых сточных вод q_макс.с^быт , л/с, определяется по формуле

q_макс.с^быт = q_ср.c^быт *K_{gen мах} , (1.4)

где q_ср.с^быт - среднесекундный расход бытовых сточных вод, л/с; K_{gen мах} - коэффициент неравномерности. Принимается согласно табл.2 /4, с.3/ в зависимости от среднесекундного расхода бытовых сточных вод.1,498

q_макс.с^быт = 426,42*1,498 = 660,95 (л/с)

1.1.2 Определение расхода сточных вод, поступающих на очистные сооружения

Среднесуточный расчётный расход сточных вод Q_р^ср.сут , м³/сут, поступающих на очистные сооружения, определяется суммированием соответствующих расходов бытовых Q_ср.сут^быт и промышленных Q_пр сточных вод

Q_р^ср.сут = Q_ср.сут^быт + Q_пр , (1.5)

Q_р^ср.сут = 36202,44 + 640 = 36842,44 (м³/сут)

Максимально секундный расход общего стока q_р^макс.с , л/с, составит

q_р^макс.с = q_макс.с^быт + q_пр , (1.6)

где q_макс.с^быт - максимально секундный расход бытовых сточных вод, л/с;

q_пр - расход промышленных сточных вод, л/с (640 м³/сут = 6,4 л/с )

q_р^макс.с = 660,95 + 6,4 = 667,35 л/с

1.2.1 Определение расхода сточных вод, поступающих на очистные сооружения

Концентрация загрязнений бытовых сточных вод С_быт, г/м³, определяется по формуле

С_быт = А*1000 / n , (1.7)

где А - количество загрязнений на одного жителя, пользующегося канализацией, г/сут*чел, принимается в зависимости от вида загрязнений согласно табл. /4, с. /; n - норма среднего водоотведения на человека, л/с*чел, принимаемая по заданию.

С_быт^БПК = 75*1000 / 303 = 250 (г/м³)

С_быт^взв = 65*1000 / 303 = 210 (г/м³)

1.2.2 Определение концентрации загрязнений в смешанном стоке бытовых и промышленных сточных вод

Концентрация загрязнений смешанного стока С_см , г/м³, определяется по формуле

С_см = (С_быт* Q_ср.сут^быт + С_пр*Q_пр) / Q_р^ср.сут , (1.8)

где С_быт - концентрация загрязнений определённого вида бытовых сточных вод, г/м³; Q_ср.сут^быт - среднесуточный расход бытовых сточных вод, м³/сут;

С_пр - концентрация загрязнений определённого вида промышленных сточных вод, г/м³;

Q_пр - расход промышленных сточных вод, м³/сут;

Q_р^ср.сут - среднесуточный расчётный расход сточных вод, поступающих на очистные сооружения, м³/сут.

С_см^БПК = 250*36202,44 + 111*640 / 36842,44 = 248 (г/м³)

С_см^взв = 210*36202,44 + 156*640 / 36842,44 = 209 (г/м³)

1.2.3 Вычисление приведённого числа жителей

Расчёт количества песка, задержанного в песколовках, производится согласно / / по норме песка на одного жителя, пользующегося канализацией. Чтобы учесть количество песка, поступающего с промышленными водами, определяют приведённое число жителей N_пр , приравнивая предприятие к городу с эквивалентным числом жителей N_экв , вносимым такое же количество загрязнений, как и данный расход промышленных сточных вод.

N_пр = N_ф + N_экв, (1.9)

N_экв = С_пр^вв*Q_пр / А, (1.10)

где N_ф - фактическое число жителей, проживающих в данном городе;

С_пр - концентрация загрязнений определённого вида промышленных сточных вод, г/м³;

Q_пр - расход промышленных сточных вод, м³/сут.

Определяется приведённое и эквивалентное число жителей по взвешенным веществам ( для расчёта сооружений механической очистки) и по БПК_полн (для расчёта сооружений биологической очистки).

N_экв^взв = 209*640 / 65 = 2058 (чел)

N_пр^взв = 119480 + 2058 = 121578 (чел)

N_экв^БПК = 248*640 / 75 = 2116 (чел)

N_пр^БПК = 119480 + 2116 = 121596 (чел)

1.3 Расчёт лотков, решёток, подбор размеров приёмной камеры

Расчёт решёток, как и всех сооружений механической очистки, производится на максимальный приток сточных вод на ОС q_р^макс = 667,35 л/с, который определён в п.1.1.2. В зависимости от расчётного расхода по табл.4 / , с.15/ принимаем одну рабочую и одну резервную решётки.

1.3.1 Расчёт лотков

Сточные воды подводятся к решёткам лотками прямоугольного сечения. При подборе сечения лотков следует учитывать возможность интенсификации работы ОС путём введения коэффициента 1.4 к расходу сточных вод. Расчёт лотков ведётся по / , с.116/. При расчёте должны соблюдаться следующие условия:

· уклон дна лотков следует принимать не менее 0.002;

· скорость сточной воды в лотке должна быть не менее 0.7 м/с;

· ширина лотка В должна быть не меньше его высоты Н, т.е. В?Н.

Расчёт лотков выполнен на две и три рабочие решётки и представлен в табл.1.1.

Таблица 1.1Расчёт лотков

Расчётный расход, л/с	Н/В	В*Н, мм*мм	i	U, м/с
qр*1.4 = 925	1,1	800*880	0.002	1,36
qр = 661	0.9	800*720	0.002	1,3
qр*1.4 / 2 = 231	0,65	600*390	0.002	0,99
qр / 2 = 330	0.85	600*510	0.002	1,06

1.3.2 Расчёт решёток

Определяем общее количество прозоров в решётке n по формуле

n = (q_р^макс *k_з) / (b*h*U_р*m) , (1.11)

где q_р^макс - расчётный расход сточных вод, м³/с;

k_з - коэффициент, учитывающий сечение потока граблями и задержанными загрязнениями, k_з = 1.05;

b - ширина прозоров между стержнями решётки, м, b = 0.016 м;

h - расчетная глубина воды у решётки, м, принимается из расчёта лотков;

U_р - средняя скорость движения воды в прозорах решётки, которая принимается 1 м/с;

m - количество рабочих решёток.

n = (0.330*1.05) / (0.016*0,51*1*1) = 42 (пр)

Согласно табл.5.4 / , с.19/ принимаем типовые решётки МГ9Т. Основные показатели решётки:

· В*Н = 1000*1200;

· Ширина канала в месте установки решётки - 1140 мм;

· Число прозоров - 39;

· Толщина стержней - 8 мм;

· Радиус поворота решётки R = 2050 мм;

· Масса одной решётки - 1329 кг.

Проверяется скорость воды в прозорах решётки U_р , м/с, по формуле

U_р = (q_р^макс *k_з) / (b*h*n*m ) , (1.12)

где n - количество прозоров в принятой решётке; все остальные величины такие же, как в формуле (1.11).

U_р = (0,33*1.05) / (0.016*0,51*1*39) = 1(м/с)

Определяем длину уширенной части перед решёткой при ц = 20⁰.

l₁ = (В_р - В) / 2tgц , (1.13)

где В_р - ширина решётки, м; В - ширина лотка перед решёткой, м.

l₁ = (1- 0,6) / 2tg20⁰ = 0,55 (м)

Длина суженой части канала за решёткой определится по формуле

l₂ = l₁ / 2 , (1.14)

l₂ = 0,55 / 2 = 0,3 (м)

С учётом радиуса поворота решётки R = 2850 мм, принимаем конструктивно l₃ = 2,9 м. Принимаем конструктивно l₄ = 1.0 м.

Общая длина канала установки решётки составит

L = l₁ + l₂ + l₃ + l₄ , (1.15)

L = 0,55 + 0,3 + 2,9 + 1,0 = 4,75 (м)

Потери напора в решётке h_р , м, определяются по формуле

h_р = (о*U_р² *k) / 2g , (1.16)

где о - коэффициент, зависящий от размеров стержней решётки, определяется по формуле (1.18);

U_р - скорость воды в прозорах решётки, м/с;

k - коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора, принимается равным трём, k = 3.

о = в*(s / b)^4/3 *Sinб , (1.17)

где в - коэффициент, зависящий от формы стержней, принимается по табл.4.11 / , с.230/ равным 2.42;

s - толщина стержней решётки, м;

b - ширина прозоров между стержнями решётки, м;

б - угол наклона решётки к горизонту, б = 60⁰.

о = 2.42*(0.008 / 0.016)^4/3 *Sin60⁰ = 0.83

h_р = (0.83*(0,84)² *3) / 2*9.81 = 0,2 (м)

Определяется количество загрязнений, улавливаемых решёткой 80%-ной влажности W_80% , м³/сут, по формуле

W_80% = (N_пр^взв *8) / 365*1000 , (1.18)

где N_пр^взв - приведённое число жителей по взвешенным веществам, принимается согласно п.1.2.5; 8 л/год*чел - количество отбросов, снимаемых с решёток при ширине прозоров b = 16 мм, принимаемое согласно табл.5.2 / , с.18/.

W_80% = (121578*8) / 365*1000 = 2,7 (м³/сут)

1.4 Расчёт песколовок и песковых площадок

1.4.1 Расчёт песколовок

Так как суточная производительность ОС составляет 46016 м³/сут, то принимаем к проектированию аэрируемые песколовки.

Длина песколовки L_S , м, определяется по формуле

L_S = (1000*K_S*H_S*V_S) / U₀ , (1.29)

где K_S - коэффициент, принимаемый по табл. / , с. / в зависимости от диаметра задерживаемых частиц песка, при диаметре частиц песка 0.2 мм K_S = 1,7;

H_S - расчётная глубина песколовки, принимаемая для аэрируемых песколовок равной общей глубине Н, которая в свою очередь определяется в зависимости от соотношения ширины В песколовки и её глубины, это соотношение принимается по табл. / , с. /;

V_S - скорость движения сточной воды в песколовке, м/с, принимается в соответствии с п. / , с. / равной 0,08 м/с;

U₀ - гидравлическая крупность песка, мм/с, принимается по табл. / , с. / в зависимости от диаметра задерживаемых частиц песка, при диаметре частиц песка 0.2 мм U₀ = 13,2 мм/с.

Площадь живого сечения песколовок

w_{S =} q / (V_S * n)

w_S = 0,66/(0,08*2)=4,13

В = w_S / H*n, где n=2

В = 4,13/1*2 =2,1 (м)

L_S = (1000*1,7*0,35*0,08) / 13,2 = 3,6 (м)

Принимаем две типовые песколовки ТП 902-2-374.83 пропускной способностью 200 тыс. м³/сут .Основные показатели песколовки: число отделений 3; ширина 2,1; глубина 1; длина 3,6; В/Н 1,5.

Продолжительность пребывания сточной воды в песколовке

t = L_s/V_s

t = 4 / 0,08 = 50 (с)

Объем осадка в сутки

q_{n =} 0,02*N_пр/1000,

где 0,02 л/чел.сут - Количество песка, задерживаемого в песколовках, на 1 чел;

N_пр - приведенное число жителей = 121538 (чел)

q_n = 0,02*121538/1000= 2,43 (м³/сут)

Определим вместимость пескового бункера

W_песк = (q_n*t)/n = (2,43*2)/3 = 1,62 (м),

_бунк

где t - время хранения песка в бункере, принимаем согласно (1,п.6.32) = 2 сут;

n - число песколовок = 3 (шт).

Определим длину пескового лотка и смывного трубопровода системы

гидромеханического удаления песка:

l_sc = L_s - l_б = 4-2,5 = 1,5,

где l_б - длина бункера = 2,5 м

Определим расход производственной воды q_h (л/с) для гидросмыва с помощью

Трубопровода со спрыском:

q_h = V_h * l_sc * b_sc = 0,0065*15,5*0,5 = 0,005 (м³/с),

где V_h - восходящая скорость смывной воды в лотке, принимаемая 0,0065 м/с;

b_sc - ширина пескового лотка, равная 0,5 (м)

Скорость в начале смывного трубопровода поределяется по формуле:

V_тр = (4 * q_h) / (р*d²),

Где d - диаметр трубопровода, равный 150 мм.

V_тр = (4*0,05)/(3,14* (0,15)²) = 2,9 (м)

Определяем напор в начале смывного трубопровода

Н₀ = (5,6 * h₀)+ (5,4 * (V²_тр / 2*g)),

Где h₀ - высота слоя осадка в песковом лотке, определяется по формуле:

h₀ = (g_n*0,8) / (l_sc * b_sc) = (2,43*0,8) / (1,5*0,5) = 2,6 (м)

H₀ = (5,6*2,6)+(5,4*((0,29)²/(2*9,81)) = 14,58(м)

Определяем число спрысков на смывном трубопроводе

N_спр = (2*l_sc) / 0,5 = (2*1,5)/0,5 = 6 (шт)

1.4.2 Расчёт песковых площадок

Песковые площадки рассчитываются на напуск песка слоем 3 м/год. Полезная площадь песковых площадок определяется по формуле

F_полез = (q_n*365) / 3 , (1.39)

F_полез = ( 2,43*365) / 3 = 296 (м²)

Полная площадь песковых площадок принимается на 20% больше полезной:

F_полн = F_полез * 1,2 = 296*1,2 = 355 (м³)

В целях обеспечения очерёдности наполнения карт пескопульпой и выгрузки обезвоженного песка, количество карт должно быть не менее двух. Принимаем две карты площадью по 178 м² квадратными в плане с длиной стороны 89 м по дну. Высота ограждающего земляного валика 2.0 м. Удаление подсушенного песка производится три раза в год.

1.5 Расчёт первичных отстойников

Расчётная концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистные сооружения, равна 223 г/м³. Обычные отстойники обеспечивают эффект очистки Э до 50%. При таком эффекте очистки сточная вода на выходе из отстойников будет иметь концентрацию взвешенных веществ C_cdp равной 112 г/м³. Согласно требованиям /5/ на сооружениях биологической очистки может быть принята вода с концентрацией взвешенных веществ не более 150 г/м³. Следовательно, в данном курсовом проекте могут быть приняты обычные отстойники любого типа. По табл.12.6 /6, с.109/ ориентировочно принимаем радиальные отстойники диаметром D_set = 24 м, глубиной Н = 3.4 м. Гидравлическая крупность частиц U₀, мм/с, задерживаемых в отстойнике, определяется по формуле

 ,

где Н_set - глубина проточной части отстойника = 3,1 м;

K_set - коэффициент использования проточной части отстойника, согласно / принимается равным 0.45;

t_set - продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h₁ = 0.5 м в зависимости от концентрации взвешенных веществ в исходной воде С_см^взв = 209 г/м³ , принимается по табл.7.1 /, с.40/ равным 874 с;

n₂ - показатель степени, зависящий от агломерации взвесей в процессе осаждения, принимается равным 0.22.

(мм/с)

U^t₀ = (µ_lab/ µ_pr)*U₀ = (0,0101/0,0114)*1,5 = 1,5 (мм/с)

Производительность одного отстойника q_set , м³/ч, определяется по формуле

q_set = 2.8*K_set*( D_set - d_вп^уст)² * (U^t₀ - V_tв)

где d_вп^уст - диаметр впускного устройства, м, принимается равным 1.5 м;

V_tв - турбулентная составляющая, которая зависит от скорости потока в отстойнике, принимается по / /, при скорости движения воды в отстойнике U = 5 мм/с V_tв = 0.02

q_set = 2.8*0.45*( 24 - 1,5)² * (1.5 - 0,02) = 1070 (м³/ч)

Общее количество отстойников n, шт, находится по формуле

n = q_max.ч / q_set

где Q^макс - расчётный расход сточных вод, м³/ч.

n = 2256,6 / 785,8 = 3 (отст)

По табл.12.6 /6, с.109/ принимаем три отстойника диаметром 24 м и глубиной 3.4 м ТП 902-2-84 / 75 со следующими характеристиками:

· Максимальная пропускная способность - 930 м³/ч;

· Объём отстойной зоны - 1400 м³;

· Объём зоны осадка - 210 м³.

Количество осадка Q_mud , м³/ч, выпавшего в отстойниках, определяется по формуле

где P_mud - влажность осадка в зависимости от способа его удаления, при удалении осадка под гидростатическим давлением P_mud = 95%;

г - плотность осадка, принимается равной 1 т/м³;

С_en - C_БПК^бсв = 250 ;

С_ek - C_БПК^бсв /2 = 250/2 = 125

(м³/ч)

Количество осадка в сутки

Qmud1 = 24*Qmud

Qmud1 = 24*3,2=76,8 м³/сут

По сухому веществу

Qmud2 = (Qmud1*(100-94))/100 = (76,8*6)/100 = 4,6 (т/сут)

Количество осадка на 1 отстойник за 8 ч.

Qmud3 = ( Qmud2*8) /(24*8)=(4,6*8) /(24*8) = 0,2 м³

2. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД НА КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ

2.1 Расчёт аэротенков

В данном курсовом проекте принят аэротенк - вытеснитель

Степень рециркуляции АИ в аэротенке

где а_i - доза ила в аэротенке, г/л, принимается согласно п. /5, с./ равной 3 г/л;

J_i - иловый индекс, см³/г, согласно п. /5, с./ принимается равным 70100 см³/г, для расчёта принят 75 см³/г.

БПК_полн сточной воды поступающей в аэротенк

,

где L_ex - БПК_полн очищенной сточной воды, мг/л, так как согласно п.1.3.4 и п.2.1 КОС проектируются на полную биологическую очистку, то БПК_полн очищенной сточной воды составляет 15 мг/л.

(мг/л)

Продолжительность обработки воды в аэротенке

,

(ч)

С поправкой на темпиратуру

t_at = (15/14)*0,66 = 0,73

Принимаем t_at =1 ч.

Доза ила в регенераторе

,

(г/л)

Удельная скорость окисления загрязнений

где с_max - максимальная скорость окисления загрязнений, мг/г*ч, принимается по табл.40 /5, с.36/ равной 85 мгБПК_полн/г*ч;

С₀ - концентрация растворённого кислорода в аэротенке, мг/л, принимается по табл.40 /5, с.36/ равной 2 мг/л;

К_l - константа, характеризующая свойства органических загрязнений, мгБПК_полн /л, принимается по табл.40 /5, с.36/ равной 33 мгБПК_полн/л;

К₀ - константа, характеризующая влияние кислорода, мгО₂/л, принимается по табл.40 /5, с.36/ равной 0.625 мгО₂/л;

ц - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, принимается по табл.40 /5, с.36/ равным 0.07 л/г.

(мг/г*ч)

Продолжительность окисления загрязнений t₀ , ч, определяется по формуле

где S - зольность ила, принимается по табл.40 /5, с.36/ равной 0.3.

(ч)

С поправкой на температуру

t₀ = (15/14)*9 = 9,9 (ч)

Продолжительность регенерации активного ила

(ч)

Расчетная продолжительность обработки воды в системе аэротенк - регенератор



(ч)

Объем аэротенка

где q_w - средний часовой расход сточных вод, м³/ч,

(м³)

Объем регенератора

,

(м³)

Общий объём аэротенка с регенератором

,

(м³)

Для уточнения илового индекса определяется средняя доза активного ила в системе аэротенк - регенератор

(г/л)

Нагрузка на 1 г беззольного вещества активного ила

(мг/г*сут)

По табл.1.2 /9, с.9/ проверяется соответствие принятого илового индекса расчётной нагрузке на 1 г беззольного вещества активного ила.

По табл.1.2 /9, с.9/ нагрузке на активный ил 326,9 мг/г*сут соответствует иловый индекс 73 см³/г, что близко к принятой величине J_i = 70 см³/г, следовательно, пересчёта не требуется.

Объем регенератора в % от общего объёма W_a-r составляет

,

(%)

2.1.1 Рабочий объём одного аэротенка с регенератором

где n_a-r - количество аэротенков, принимается не менее двух. В данном курсовом проекте принято три аэротенка.

(м³)

По табл.27.7 /6, с.232/ приняты два аэротенка - вытеснителя ТП 902 - 2 - 178 со следующими

характеристиками:

· количество коридоров - 3;

· ширина коридора - 4.5 м;

· рабочая глубина - 3.2 м;

· длина коридора - 46 м.

2.1.2 Расчетная длина коридора аэротенка

где: n - количество аэротенков;

m - количество коридоров в аэротенке;

Hat - расчетная глубина аэротенка по типовому проекту;

Bat - ширина коридора аэротенка.

(м)

Принимаем L_p = 46 м

Рабочий объем одной секции 46 м²

Длина регенератора в каждом аэротенке

l_r = L_р+0,42*L_р = 46+(0,42*46) ? 65

2.2 Расчет контактных резервуаров

Объем резервуаров

V_к.р. = Q_{max. ч} *T/60 = (2256,6*30)/60 = 1128 (м³)

где T - 30 (мин).

Длина резервуара

L = (v*T*60) / 1000 = (10*30*60)/1000 = 18 (м),

где v - скорость движения сточных вод, они равны 10 мм/с.

Площадь поперечного сечения

щ= V_к.р. /L = 1128/18 = 62 (м²)

При глубине H = 2,8 м, B = 6 м число секций

n = щ/(B*H) = 62/(6*2,8) = 3 (шт)

Фактическая продолжительность контакта воды с хлором в час мах

притока определяется

T₁ = V_к.р./Q_max.ч = 1128/2256,6 = 0,5

Принимаем контактный резервуар

Шириной секции B = 6 м.

Длиной L = 18 м.

Глубиной H = 2,8 м

2.3 Расчёт вторичных отстойников

Вторичные отстойники принимаются такого же типа и диаметра, как и первичные отстойники. Таким образом, в данном курсовом проекте по табл.12.6 /6, с.109/ в качестве ВО приняты радиальные отстойники диаметром 24 м и общей глубиной 3.4 м. Согласно требований п.6.58 /5, с.30/ количество ВО должно быть не менее трёх.

Расчет производится по величине гидравлической нагрузки на ВО

,

где з - коэффициент использования объема зоны отстаивания, принимаемый из п.6.161 /5, с.45/, для радиальных отстойников з = 0.4;

Н₁ - глубина остойника;

J_i - иловый индекс, см³/г;

а_i - концентрация активного ила в аэротенке, принимаемая равной не более 15 мг/л, для расчёта принято 15 мг/л;

a_t - концентрация АИ в осветлённой воде, на основании п.6.161 /5, с.45/ принимается равной не менее 10 мг/л, для расчёта принята 10 мг/л.

(м³/м²*ч)

Количество вторичных отстойников

где S - площадь отстойников, м²

(шт)

По табл.12.6 /6, с.109/ принимаем три отстойника диаметром 24 м и глубиной 3,4 м ТП 902-2-84 / 75 со следующими характеристиками:

· Максимальная пропускная способность - 930 м³/ч;

· Объём отстойной зоны - 1400 м³;

· Объём зоны осадка - 210 м³.

2.4 Расчёт илоуплотнителей

Принимаем 3 вертикальных отстойника в качестве илоуплотнителей.

Высота проточной части илоуплотнителя

,

где U - скорость движения жидкости, мм/с, согласно табл.58 /5, с.65/ принимается равной не менее 0.1 мм/с;

t - продолжительность уплотнения, ч, согласно табл.58 /5, с.65/ принимается равной 11 - 14 ч, в данном курсовом проекте продолжительность уплотнения принята 14 ч.

(м)

Полезная площадь поперечного сечения илоуплотнителя



где q_ж - максимальный расход выделившейся при уплотнении жидкости, м³/ч, определяется по форм.(2.40).

Где W₁ - влажность уплотнённого активного ила, %, 99,2%

W₂ - влажность уплотнённого активного ила, %, согласно табл.58 /5, с.65/ принимается равной 98%.

Максимальный расход выделившейся при уплотнении жидкости составляет

(м³/ч)

Полезная площадь поперечного сечения илоуплотнителя равна

(м²)

Площадь поперечного сечения центральной трубы

где U_тр - скорость движения жидкости в вертикальной трубе, м/с, принимается равной 0.1 м/с.

(м²)

Общая площадь илоуплотнителя

(м²)

Диаметр одного илоуплотнителя

где n - количество илоуплотнителей, принимается не менее двух, в данном курсовом проекте принято три илоуплотнителя.

(м)

В данном курсовом проекте принято три вертикальных илоуплотнителя диаметром 5 м.

Расход уплотнённого осадка

,

(м³/ч)

q_упл = 12 * 24 = 288 (м³/сут)

2.5 Расчёт метантенков

В метантенки поступают три вида осадков:

· отбросы с решёток, измельчённые на дробилках и разбавленные водой;

· осадок из первичных отстойников;

· уплотнённый активный ил из илоуплотнителей;

Для расчёта метантенков необходимо определить какое количество осадка поступает в них, для чего составляется таблица поступления осадков в метантенки.

Расход сырого осадка (с решеток и первичных отстойников) и уплотнённого избыточного активного ила Q, м³/сут, был ранее рассчитан в соответствующих пунктах.

Расчет осадка и ила по сухому веществу, поступающего в метантенк

где Wос - влажность соответствующего вида осадка, %, принимается из соответствующих пунктов;

с - плотность осадка, т/м³, принимается равной 1 т/м³.

Расход осадка и ила по беззольному веществу

где Br - гигроскопическая влажность соответствующего вида осадка, %, для всех видов осадка принимается равной 5 %;

S - зольность сухого вещества принимается равной 30 %.

Все расчёты представлены в табл.2.1.

Таблица 2.1 Поступление осадков в метантенки

Вид осадка	Vос, м3/сут	Вл, %	Vсух , т/сут	Vбез , т/сут	Br , %	S, %
1	2	3	4	5	6	7
С решёток	2,7	80	0,54	0,36	5	30
Из первичных отстойников	76,8	94	4,6	0,37	5	30
?Q	79,5	-	5,14	0,73	-	-
Из илоуплотнителей	288	98,2	6	4,13	5	30
?M	Мобщ = 367,5	93	Мсух = 11,14	Мбез = 4,86	-	-

Среднее значение влажности смеси

,%

Объём метантенков V, м³, определяется по формуле

где М_общ - общее количество осадков, поступающих в метантенки, м³/сут, принимается из табл.2.1 равным 246,12 м³/сут;

Д - суточная доза загрузки осадка в метантенк, %, принимается 10%.

По табл.36.5 /6, с.323/ приняты 4 метантенка ТП 902 - 2 - 227 со следующими характеристиками:

· диаметр - 12,5 м;

· полезный объём одного метантенка - 1000 м³;

· высота верхнего конуса - 1,9 м;

· высота цилиндрической части - 6,5 м;

· высота нижнего конуса - 2,15 м;

· строительный объём здания обслуживания - 2035 м³;

· строительный объём киоска газовой сети - 112 м³.

Фактическая доза загрузки осадка в метантенк

где V - объём принятых типовых метантенков, м³, так как приняты 2 типовых метантенка объёмом 1600 м³ каждый, то их вместимость составляет 3200 м³.

(%)

Предел распада дозы смеси осадка и активного ила

где Q₀ и Q_и - пределы распада соответственно осадка и ила, Q₀ принимается равным 53%, Q_и - 44%;

Qо - предел распада осадка

(%)

Выход газа с 1 кг органического вещества осадка

где n - коэффициент, зависящий от влажности загружаемой смеси в метантенки и режима сбраживания осадка, принимается по табл.61 /5, с.66/, при мезофильном режиме сбраживания осадков n =0,56.

(м³/кг)

Суммарный суточный выход газа

,

(м³/сут)

Для выравнивания давления газа в газовой смеси предусматриваем мокрые газгольдеры.

V_г = Г*3/24 = 1960*3/24 = 245

Принимаем газгольдер V = 300

Определяем качество сброженной смеси

(т/сут)

(т/сут)

Среднее значение зольности загружаемой смеси в метантенки

(%)

Среднее значение влажности загружаемой смеси в метантенки

(%)

Вывод: таким образом сбраживание приводит к повышению влажности и зольности сбраживаемой смеси

2.5.1 Расчёт резервных иловых площадок

Вследствии выхода из строя ЦМО сбраживания осадок направляют на резервные иловые площадки.

Иловые площадки расчитыват на 20% годовой расход осадка.

Необходимая площадь иловых площадок

,м²

где - нагрузка осадка на иловую площадку, = 1,2 м³/ м² год

м²

Количество стандартных иловых площадок, размером 50?100м, площадью f=5000 м²

n=F/f

n=24961/5000=5 шт

Список литературы

1. Жуков А.И., Карелин Д.А. и др. Канализация: Учебник для вузов. - 4 - е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство литературы по строительству, 1969. - 590с., ил.

2. Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. и др. Примеры расчётов канализационных сооружений: Учебное пособие для вузов. - 2 - е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1987. - 255с., ил.

3. Яковлев С.В., Калицун В.И. Механическая очистка сточных вод: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1972. - 200с., ил.

4. Яковлев С.В., Карелин Я.А. и др. Канализация: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1975. - 632 с., ил.

5. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М., 1985.

6. Канализация населённых мест и промышленных предприятий: Справочник проектировщика. М.: Стройиздат, 1981. - 638с., ил.

7. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского: Справочное пособие. - 5 - е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1987. - 152 с., ил.

8. Канализационные очистные сооружения. Часть I. Механическая очистка сточных вод: Метод. указания к курсовому проекту / Доскина Э.П. - Волгоград: ВолгИСИ, 1988. - 38с., ил.

9. Проектирование очистных сооружений водоотводящих систем. Биологическая очистка: Учебно - методическое пособие / Доскина Э.П., Кичёва Т.Д. - Волгоград: ВолгГАСА, 2002. - 55 с., ил.

Размещено на Allbest