К очистным сооружениям малых городов и посёлков городского типа следует отнести станции пропускной способностью от 500 - 10000 м³ /сут. Характерной особенностью небольших населённых пунктов является не только высокий коэффициент неравномерности поступления сточных вод на очистку, изменяющийся от 1,55 до 2,5 и выше, но во многих случаях резкие изменения концентрации загрязнений в сточных водах за счёт поступления промышленных стоков. По данным обследований, многие ранее запроектированные и построенные очистные сооружения небольших населённых пунктов либо вообще не работают, либо работают с значительной перегрузкой по воде и концентрациям загрязнений. В зарубежной практике для уменьшения влияния неравномерности притока и колебаний качественного состава загрязнений в технологическую схему введены усреднители.

Другой особенностью очистных сооружений небольших населённых пунктов является применение упрощенных технологических схем с использованием сооружений заводской готовности. Это связано с тем, что для изготовления этих очистных сооружений используют обычную конструкционную сталь марки СтЗ без специальной обработки металла. Поэтому при разработке современных очистных сооружений необходимо использовать или нержавеющую сталь или изготавливать сооружения из монолитного железобетона.

Станции пропускной способностью 500-15000 м³/суток с применением биофильтров с плоскостной загрузкой

Технологическая схема очистки сточных вод с применением биофильтров с плоскостной загрузкой включает следующие сооружения:

- приёмная камера и решетки;

- тангенциальные песколовки;

- первичный вертикальный отстойник;

- насосная станция биофильтров;

- биореакторы доочистки сточных вод;

- сооружения дезинфекции сточных вод на установках ультрафиолетового облучения или хлораторная на жидком гипохлорите;

- производственно-вспомогательное здание (компрессорная для регенерации биореакторов, ленточные фильтр-прессы для обработки смеси сырого осадка и омертвевшей биоплёнки);

- песковые бункера или площадки;

- аварийные иловые площадки.

На рисунке 2.3 приведена технологическая схема станции биофильтрации пропускной способностью 1000-10000 м³ /сут. Основным элементом биологической очистки является биофильтр с плоскостной загрузкой. Из всех приведённых выше технологических схем очистки сточных вод небольших населённых пунктов наиболее простой в эксплуатации является очистка сточных вод на биофильтрах с плоскостной загрузкой. Сточные воды, поступающие в приёмную камеру очистных сооружений, проходят очистку на решётках и далее в песколовках и первичных вертикальных отстойниках. После механической очистки сточная вода собирается в насосной станции с погружными насосами, которые подают её в оросительную сеть биофильтров. В качестве оросителей биофильтров принята водоструйная система орошения, которая обеспечивает равномерное орошение поверхности загрузочного материала. Высоту слоя загрузочного материала биофильтров следует принять 6 м.



Рис. 2.3. Технологическая схема сооружений по очистке сточных вод населённого пункта на биофильтрах с плоскостной загрузкой пропускной способностью 1000-10000 м3/сут: У - поступающая сточная вода; 2 - приемная камера с решёткой; 3 - тангенциальные песколовки; 4 - первичный вертикальный отстойник; 5 - насосная станция биофильтров; 6 - биофильтры с плоскостной загрузкой; 7 - вторичный вертикальный отстойник; 8 - биореактор доочистки; 9 - жидкий гипохлорит натрия; 10 - контактные резервуары; // - очищенная сточная вода; 12 - фильтр-пресс; 13 - аварийные иловые площадки; 14 - песковые площадки или бункера.

После биологической очистки в биофильтрах с плоскостной загрузкой очищенная сточная вода проходит осветление во вторичных отстойниках, доочистку в биореакторах и после дезинфекции сбрасывается в водоём.

Станции пропускной способностью 500 -1500 м³/суток

В зависимости от применяемых сооружений биологической очистки возможно использовать три технологические схемы очистки сточных вод.

В первой схеме в качестве сооружений биологической очистки используются аэротенки с продлённой аэрацией (или аэротенки отстойники, работающие на полное окисление), во второй схеме используются усреднители и аэротенки с одноиловой системой денитри-нитрификации (аэротенки могут быть с затопленной загрузкой или без неё). В третьей схеме биологическая очистка осуществляется на биофильтрах с плоскостной загрузкой.

Технологическая схема сооружений пропускной способностью 100 - 1000 м³/сутки включает:

- немеханизированные решётки с ручной очисткой;

- тангенциальные песколовки;

- аэротенки-отстойники с продлённой аэрацией;

- биореакторы доочистки сточных вод;

- контактные резервуары;

- аэробный стабилизатор активного ила; песковые и иловые площадки.

На рисунке 2.4 приведена технологическая схема сооружений по очистке сточных вод населенного пункта пропускной способностью 500 м³/сут.

Рис. 2.4. Технологическая схема сооружений по очистке сточных вод пропускной способностью 500 м3/сутки. 1 - поступающая сточная вода; 2 - приемная камера с решеткой; 3 - тангенциальная песколовка; 4 - аэротенк продленной аэрации; 5 - вторичный отстойник; 6 - аэробный стабилизатор активного ила; 7 - биореактор доочистки; 8 - гипохлорит натрия; 9 - контактный резервуар; 10 - очищенная сточная вода; 11 - аэрационная система регенерации биореактора; 12 - аэрационная система; 13 - иловые площадки.



Очистные сооружения обслуживают населенные пункты с населением 2000 жителей.

К приёмной камере с установленной там решёткой сточные воды подаются погружными насосами из насосной станции, находящейся на территории очистных сооружений. Далее сточные воды поступают в двухсекционную тангенциальную песколовку.

Биологическая очистка на очистных сооружениях проходит в аэробном режиме с длительностью пребывания воды 16 ч. Воздух распределяется через дырчатые трубы, диаметр отверстий составляет 3 мм.

Очищенные воды отделяются от осадка в четырёх отстойниках, время отстаивания составляет 3,2 ч. Рециркуляционный активный ил направляется в начало аэротенков, а избыточный активный ил - в аэробные стабилизаторы с уплотнителем, встроенные в общий блок сооружений.

После вторичных отстойников вода доочищается в четырёх биологических реакторах, установленных отдельно и сблокированных с контактными резервуарами. Для загрузки биореакторов был использован загрузочный материал "Контур". Осадок после регенерации фильтра откачивается эрлифтами во вторичный отстойник.

После фильтрации общий поток сточной воды поступает в четыре контактных резервуара и далее самотеком направляется в насосную станцию, которая перекачивает ее для сброса в водоём.

Избыточный активный ил после аэробной стабилизации в течение 7 суток и уплотнения, направляется на две иловые площадки размером 18x18 м. Обезвоженный активный ил после подсушивания вывозится с территории очистных сооружений на специализированный полигон.

Технологическая схема очистки сточных вод.

Существует множество вариантов очистки хозяйственно-бытовых сточных вод. Рассмотрим вариант "традиционной" или "классической схемы очистки", которая приведена на рисунке 2.5.



Рис. 2.5. Традиционная технологическая схема очистки сточных вод

Описание технологической схемы

Сточные воды, поступающие на очистные сооружения, подвергаются полной биологической очистке, включающей несколько последовательных ступеней:

- Выделение из сточной воды минеральных примесей (песок, шлам и т.д.) осуществляется на песколовках.

- Выделение из сточной воды грубодисперсных примесей, оседающих в виде сырого осадка и плавающих жироподобных веществ - на первичных отстойниках.

- Биохимическое окисление растворенных, коллоидных и взвешенных органических веществ и неорганических загрязнений с помощью бактерий, простейших и других микроорганизмов активного ила - в биофильтре.

- Отделение сточной воды и активного ила происходит во вторичном отстойнике. Осуществляется разделение активного ила на две части. Циркуляционный активный ил под действием насоса поступает в аэротенк.

- Обеззараживание сточных вод протекает в контактном резервуаре, предназначающемся для обеспечения контакта хлора или другого дезинфицирующего реагента со сточной водой

- Обработка трех видов осадков: измельченные отбросы, взвешенные частицы и избыточный активный ил, осуществляется в аэробном стабилизаторе. После чего обезвоженный и минерализованный осадок подается на иловые площадки.

2.2 Материальный баланс процесса биологической очистки традиционной технологической схемы

Материальный баланс биологической очистки сточной воды поселка составлен по результатам расчетов.

Наименование стадии процесса	Приход	Расход	Единицы измерения
1. Песколовки
Поступающая сточная вода:	125	124,991	т/сут
- количество взвешенных веществ	260	259,991	т/сут
- БПКполн	300	300	т/сут
- количество задерживаемых отбросов		0,009	т/сут
Итого:	125	125	т/сут
2. Первичные отстойники
Поступающая сточная вода:	124,991	124,886	т/сут
- количество взвешенных веществ	259,991	259,886	т/сут
- БПКполн	300	300	т/сут
- количество уловленных взвешенных веществ		0,105	т/сут
Итого:	124,991	124,991	т/сут
3. Биофильтр
Поступающая сточная вода:	124,886	121,249	т/сут
- количество взвешенных веществ	259,886	256,249	т/сут
- БПКполн	300	296,363	т/сут
- количество уловленных взвешенных веществ			т/сут
- окислено БПКполн		3,637	т/сут
Итого:	121,249	121,249	т/сут



2.3 Технологические расчеты для традиционной технологической

РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ПЕСКОЛОВОК С КРУГОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ ВОДЫ

В зависимости от расхода сточных вод и требуемой эффективности очистки выбираются соответствующий тип песколовок и их количество.

Расход на одно отделение песколовки не более 20, количество отделений n2

1. Рассчитываем площадь живого сечения 1 отделения песколовки

Где n-число отделений песколовки,

- скорость движения воды в песколовке (0,5-0,3 м/с)

2.Длина окружности песколовки

-коэффициент, который зависит от типа песколовки и гидравлической крупности, равный 1,7 при гидравлической крупности =18,7 мм/сек,

-глубина песколовки, принимаем равной 0,5м



3.Рассчитаем средний диаметр

Тогда время протекания воды в песколовке

4.Принимаем ширину кольцевого желоба

,

5.Объем бункера одного отделения песколовки

- интервал между выгрузками осадков. Принимаем 2 суток



6.Высота конической части бункера.

-диаметр нижнего основания бункера, принимаем равным 0,4м

7.Полная строительная высота песколовки

8.Расчет песковых площадок

9.Рабочая площадь песковой площадки

10.Общая площадь песковых площадок



РАСЧЕТ ПЕРВИЧНОГО ОТСТОЙНИКА

Рассчитываем необходимый эффект осветления в отстойниках

-начальная концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей в отстойник,

-допустимая конечная концентрация взвешенных веществ в осветленной воде

1. Определяем значение гидравлической крупности

-глубина проточной части, табличное значение равное для вертикальных отстойников 2,7,

-коэффициент использования объема проточной части отстойника, табличное значение равное 0,35,

-продолжительность отстаивания, табличное значение равное 1340с,

-глубина слоя, равная 0,5м

-показатель степени, для городских сточных вод определяется по графику.

.Принимаем количество отделений отстойников n равное 2.

Рассчитываем диаметр центральной трубы

-скорость движения рабочего потока в центральной трубе, принимаем 0,03м/с. округляем до сортаментного значения, 400 мм.

4.Диаметр отстойника

-принимаем равным 0,1м/с

=5,73м

Принимаем =6м

5.Расситывем диаметр раструба и отражательного щита



6.Высота щели между низом центральной трубы и поверхностью отражательного щита

- скорость движения в щели, равная 0,02 м/с

7.Общая высота цилиндрической части отстойника

-высота центрального слоя между низом отражательного щита и слоем осадка, 0,2 м

-высота борта отстойника, 0,5м

8. Высота конусной части отстойника

-угол наклона конического днища,



9.Общая высота отстойника

10. Определяем количество осадка выделяемого при отстаивании

-влажность осадка, 96%

-плотность осадка,1

РАСЧЕТ БИОФИЛЬТРА БЕЗ РЕЦИРКУЛЯЦИИ

Биофильтры - это сооружение, в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биологической пленкой, образованной колониями микроорганизмами.

1. Расчет воды, пришедшей механическую очистку

-смесибытовых и производственных сточных вод,

Э - эффективность очистки по , после вторичных отстойников

Так как в схеме очистки нет преаэратора, то Э=0.



2.Площадь биофильтра

-гидравлическая нагрузка на биофильтр, 10, это справочная высота

-рабочая высота биофильтра 4м

Размеры типового типофильтра 21:30

Принимаем 1 фильтр (N) с площадью 25

3.Объем загрузки биофильтра

РАСЧЕТ СПРИНТЛЕРНОЙ СИСТЕМЫ БИОФИЛЬТРОВ.

1. Если площадь одного биофильтра меньше 150, то принимают 1 распределительный бак на 2 секции биофильтра.

2.Приток сточной воды в бак

3.Минимальный расход воды из бака



Принимаем диаметр вспрыска 25,4 мм

При минимальном напоре

Минимальный расход вспрыска

При максимальном напоре

Максимальный расход вспрыска

4.Определяем максимальный расход воды из спринтлера

5.Число спринтлерных головок

6.Емкость бака

-время опорожнения бака, 3 минуты.

.Время наполнения бака



8.Продолжительность цикла

РАСЧЕТ ВТОРИЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ОТСТОЙНИКА С НИСХОДЯЩЕ-ВОСХОДЯЩИМ ПОТОКОМ.

1.Нагрузка воды на поверхность отстойника после биофильтров.

=0,65

=1,4мм/с

=2,7м

2.Принимаем количество отделений отстойника n=3

Определяем площадь 1 отделения отстойника

3.Диаметр отстойника



Принимаем диаметр равный 4 м.

4.Определяем диаметр кольцевой перегородки

5.Определяем высоту кольцевой перегородки

6.Определяем общую высоту цилиндрической части отстойника

7.Высота конусной части отстойника

8.Общая высота отстойника



9.Суточное количество осадка, задерживаемое в отстойнике

-удельное количество избыточной биопленки, равное

-количество в сточной воде на 1 жителя в сутки,

РАСЧЕТ КОНТАКТНОЙ КАМЕРЫ ДЛЯ СМЕШЕНИЯ ОЗОНО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ С ВОДОЙ

Примем, что обеззараживание воды производится на общей станции очистки города M, являющемся районным центром области и предоставляющим свои услуги малым городам области.

Тогда часовой расход сточных вод, идущих на обеззараживание составит 2100.

1.Рассчитать необходимую площадь поперечного сечения контактной камеры



-расход озонируемой воды,

T-продолжительность контакта озона с водой, час (6 минут =0,1 час)

n - количество контактных камер, принимаем 2

H-глубина слоя воды в контактной камере, 5м

Для равномерного распределения озонируемого воздуха у дна контактных камер принимаем керамические пористые трубы.

Каркасом служит труба из нержавеющей стали с отверстиями

4-6мм. На нее надевается фильтросная труба- керамический блок длиной l=500мм, внутренний диаметр 64мм и наружный 92мм.

Активная поверхность блока, т.е. площадь всех пор размером по 100мкм на керамической трубе занимает 25% внутренней поверхности трубы.

Отношение объема газовой смеси к объему обрабатываемой воды примем 0,27



Площадь поперечного сечения магистральной распределительной трубы с внутренним диаметром 49мм рассчитывается по формуле

Принимаем в каждой контактной камере по 4 магистральных распределительных трубы, уложенных на расстоянии 0,9м

Каждая труба состоит из 8 керамических блоков, при таком размещении труб принимаем размеры контактной камеры 3,7*5,4м

Расход озонированного воздуха, приходящегося на живое сечение каждой из 4 труб в 2 камерах.

Скорость движения воздуха в трубопроводе

Суммарная активная площадь всех пор керамических труб в одной камере рассчитывается как



m- количество блоков, умноженных на количество магистралей

Расход озонированного воздуха, поступающего в воду через пористую поверхность всех труб

Общее давление, которое должно быть на входе в распределительную систему ОЗВ определяется по формуле

-гидростатическое давление в мм вод. ст. равна высоте слоя воды в контактной камере, равно 5

- плотность воздуха 0,001

-конструктивное отношение, рекомендуется 0,54

-площадь одного отверстия в каркасной трубе,

Принимаем диаметр отверстия -5 мм

-0,000019

На 1 погонный метр приходится 50 отверстий

=0,00098

-площадь сечения распределительной каркасной трубы

A-коэффициент, который зависит от условного диаметра пор на керамической трубе

d=100мкм

Мы видим, что при слишком больших габаритах установок, системы очистки, используются не полностью, что снижает их экономическую эффективность и приводит к невозможности использования данной схемы.

2.4 Описание технологического решения

После обзора и анализа вариантов очистки бытовых сточных вод, была выбрана компактная установка типа КУТМ - 30, КУТМ - 60, КУТМ - 120. Особенностью данной установки является наличие в ней пневматической аэрации, насыщающей сточные воды кислородом воздуха, забираемого из атмосферы и под давлением.

Установки с тонкослойным отстаиванием КУТМ-30, КУТМ-60 и КУТМ-120 имеют боковые зоны отстаивания, в верхней части которых находятся наклоненные под углом 60° к горизонту перегородки, выполненные из металлических пластин или других жестких пластмассовых материалов.

Все установки конструктивно выполнены в виде аэротенков-отстойников с принудительным возвратом активного ила вместо биофильтров, рассмотренных в традиционной технологической схеме.

Хотя биофильтры имеют несколько ощутимых плюсов, таких как: полностью автономная и энергонезависимая система, воздух поступает в фильтр через обычную трубу, система достаточно компактная, есть и недостатки. К ним относится то, что их необходимо менять каждые 3-5 лет, а также то, что сточные воды после такого фильтра все равно желательно подвергнуть почвенной доочистке.

Самым совершенным локальным очистным сооружением на данный момент является аэротенк. В нем осуществляется полный цикл очистки. Степень очистки - 96-99 процентов.

Аэротенк представляет собой герметичную камеру, куда поступает сжатый воздух. Окисление, происходит благодаря присутствию воздуха (аэробный метод). Однако в аэротенке находятся особенные бактерии. Сточные воды движутся вместе с илом, образуя своего рода смесь. Чтобы ее постоянно перемешивать и насыщать кислородом применяется специальный нагнетатель, который и подает воздух в камеру под определенным давлением.

К недостаткам подобных систем можно отнести дороговизну, а также необходимость постоянно иметь достаточное количество сточных вод для фильтрации, а также постоянное электропитание. Если микроорганизмы погибнут, то придется ждать существенное время, чтобы новые начали размножаться.

Принцип работы установок КУТМ-30, КУТМ-60, КУТМ-120 следующий: сточная вода до поступления на установку пропускается через решетку-дробилку РД-100 или дублирующую ручную решетку, затем через входной патрубок перетекает по подающему лотку в два распределительных, проходящих вдоль продольных стенок. Из распределительных лотков через отверстия с регулируемыми треугольными водосливами стоки переливаются в аэротенк-отстойник.

Аэрационные зоны расположены по продольным стенкам. Отстойная зона расположена в центре установки.

Смесь сточных вод и активного ила поступает через нижнюю щель в эту зону, проходит через взвешенный слой, образованный активным илом, где происходит разделение активного ила и очищенной сточной жидкости. Жидкость поднимается к поверхности отстойной зоны, переливается в сборный лоток и по нему отводится из установки, а ил собирается в бункерах отстойной зоны и перекачивается эрлифтами в аэрационные зоны.

Избыточный активный ил периодически удаляется из аэрационных зон на иловые площадки. Для этого в нижней части установок предусмотрены патрубки с запорными задвижками.



Заключение

В соответствии с заданием на проектирование очистных сооружений поселка городского типа разработан проект сооружений очистки сточных вод поселка, численностью 500 человек. На основании литературных данных выбрана технологическая схема очистки сточных вод поселка.

Произведен расчет технологических очистных сооружений: песколовки, первичные и вторичные отстойники, биофильтр без рециркуляции, контактная камера.

Было принято решение об использовании модульной установки с учетом ее компактности и удобства эксплуатации.



Список использованных источников

1. СНиП 2.04.03-85 `'Канализация. Наружные сети и сооружения.''; Москва,1986 г.;

2. С.В. Яковлев, Ю.В. Воронов. "Водоотведение"

3. Пособие к СНиП 11-01-95

4. Гудков A.Г. Механическая очистка сточных вод: Учебное пособие. -Вологда: BoГTУ, 2003. -152с .

5. `'Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. Справочное пособие.'', Ф.А. Шевелев, А.Ф. Шевелев; Москва, Стройиздат, 1995 г.;

Размещено на Allbest.ru