Проект канализационной очистной станции бытовых и производственных сточных вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

Введение

1. Определение основных расчётных параметров очистной станции

1.1 Определение расчётных расходов сточных вод

1.2 Определение концентрации загрязнений

1.2.1 Определение концентрации загрязнений по взвешенным веществам

1.2.2 Определение концентрации специфических загрязнений в общем стоке

1.2.3 Определение эквивалентного числа жителей

1.3 Определение требуемой степени очистки сточных вод

1.3.1 Определение коэффициента смешения

1.3.2 Расчёт сооружений по удалению N и P

2. Расчёт и проектирование канализационных очистных сооружений

2.1 Расчёт сооружений механической очистки

2.1.1 Подбор приёмной камеры

2.1.2 Расчёт решёток

2.1.3 Расчёт песколовок

2.1.4 Расчёт песковых площадок

2.1.5 Расчёт первичных отстойников

2.2 Расчёт сооружений биологической очистки

2.2.1 Расчёт аэротенков-вытеснителей

2.2.2 Расчёт вторичных отстойников

2.3 Расчёт сооружений по обеззараживанию сточных вод

2.3.1 Расчёт хлораторной

2.3.2 Подбор смесителя

2.3.3 Расчёт контактных резервуаров

2.4 Расчёт сооружений по обработке осадка

2.4.1 Определение расхода и влажности осадка сточных вод

2.4.2 Расчёт илоуплотнителей

2.4.3 Цех механического обезвоживания осадка

2.4.3.1 Расчёт центрифуг

2.4.3.2 Обезвоживание активного ила и фугата

2.4.4 Площадка для складирования кека

2.4.5 Резервные иловые площадки

3. Компоновка генплана очистных сооружений

3.1 Профиль по воде

3.2 Профиль по сырому осадку

3.3 Профиль по активному илу

Заключение

Литература

Введение

В данном проекте разработана канализационная очистная станция производительностью 40 тыс. м3/сут. Расход хояйственно-бытовых сточных вод составляет 18 тыс. м3/сут. Расход производственных сточных вод - от первого предприятия-10 тыс. м3/сут, от второго предприятия-8 тыс. м3/сут.

Концентрация загрязнённого стока, поступающего на очистку:

· ben=238.74 мг/л;

· Len=251.74мг/л;

· Cen=25.93 мг/л;

Сброс очищенных сточных вод предусматривается в водоток, относящийся к первому виду рыбохозяйственного пользования с характеристиками: расход реки 95% обеспеченности Qr=15 м3/с, средняя скорость Vr=0,25 м/с, средняя глубина реки Hr=2,5 м, растворённый кислород O2r=5,95 мг/л, взвешенные вещества br=24 мг/л, БПК реки Lr=1,94 мг/л. Расстояние от места выпуска до расчётного створа по прямой составляет 0,5 км, по фарватеру - 0,65 км.

В проекте приняты следующие канализационные очистные сооружения:

1) Приёмная камера ПК-2-60а (1,5Ч2,0Ч1,6) м.

2) Здание решёток 6Ч24. Две решётки МГ7Т.

3) Песколовка горизонтальная (1Ч12) м.

4) Измеритель расхода (лоток Паршаля) l=6,5 м.

5) Первичные радиальные отстойники (3 отстойника) D=24 м.

6) Аэротенк трёхсекционный двухкоридорный А-2-9-3,2, L=90 м.

7) Вторичные радиальные отстойники (5 отстойников) D=24 м.

8) Установки по обеззараживанию сточных вод: хлоратор AXB-1000/R12.

9) Смеситель(лоток Паршаля) l=6,5 м.

10) Контактный резервуар( 2 трёхсекционных резервуара) (12Ч6) м.

11) Сооружения по обработке осадка:

· цех механического обезвоживания осадка:

для уплотнения активного ила 3 рабочая и 1 резервная центрифуга ОГШ 502К-4 производительностью 7-14 м3/ч;

· площадка для складирования кека ;

· песковые площадки F=612,57м2.

· илоуплотнитель

· резервные иловые площадки

12) Выпуск в водоём: береговой

1. Определение основных расчётных параметров очистной станции

1.1 Определение расчётных расходов сточных вод

Производительность очистной станции Qw=40 000 м3/сут. Производственный сток 1-го предприятия составляет Qwпр=10 000 м3/сут, 2-го - 8000 м3/сут. Соответственно, хозяйственно-фекальный сток Qwх-ф=22 000 м3/сут.

Следовательно, расход сточных вод от населения города в соответствии с требованиями табл.6.1[1], при количестве производственных сточных вод, не превышающем 45% общего расхода, для определения максимального и минимального расходов пользуются коэффициентами неравномерности этой таблицы.

Определяем среднечасовой расход сточных вод

Определяем среднесекундный расход станции

Этому значению qw=462,96 л/с по таблице 6.1[1] соответствуют:

Kgen max = 1,509

Kgen min = 0,653

Определяем максимальный и минимальный часовые расходы

Qh max= Qh•Kgen max = 1666,67•1,509=2515,01 м3/ч

Qh min= Qh•Kgen min = 1666,67•0,653=1088,34 м3/ч

Определяем максимальный и минимальный секундные расходы

qw max= qw•Kgen max = 462,96•1,509 = 698,61 л/с

qw min= qw•Kgen min = 462,96•0,653 = 302,31 л/с

1.2 Определение концентрации загрязнений

1.2.1 Определение концентрации загрязнений по взвешенным веществам

Определяем концентрацию взвешенных веществ в хозяйственно-фекальном стоке

где - норма взвешенных веществ на одного жителя в сутки, г/чел.сут. Определяется по таблице 4.1 [2], b=65 г/чел.сут;

qn - норма водопотребления, л/чел.сут. По заданию на проектирование qn=210 л/чел.сут.

Концентрация взвешенных веществ в производственном стоке по заданию на проектирование для 1-го предприятия bпр=130 мг/л, для 2-го- bпр=180 мг/л

Определяем концентрацию взвешенных веществ в стоке, поступающем на очистную станцию



1.2.2 Определение концентрации специфических загрязнений в общем стоке

В хозяйственно-фекальном стоке специфических загрязнений не имеется. Концентрация специфических загрязнений в производственном стоке по заданию на проектирование спр1=52 мг/л, спр2=51 мг/л.

Определяем концентрацию специфических загрязнений в стоке, поступающих на очистную станцию

Составим схему поступления различных загрязнений на очистную станцию.

Рис. 1 - Схема к расчёту

1.2.3 Определение эквивалентного числа жителей

Эквивалентное число жителей характеризует население города, которое вносит в состав сточных вод столько же загрязнений, сколько действительное население+производство

Эквивалентное число жителей определяем по формуле

В соответствие с постановлением Министерства РБ от 29.12.2009 №71 и №8/21 837 [3] п.1.3, нормативы допустимых сбросов по БПК5 взвешенными веществами, азоту и фосфору принимается по таблице 5.1[6]

1.3 Определение требуемой степени очистки сточных вод

1.3.1 Определение коэффициента смешения

Коэффициент смешения определяем по формуле

где e - основание натурального логарифма;

б - коэффициент, учитывающий геологические факторы водоёма;

Lф - расстояние до расчётного створа по фарватеру, км. По заданию на проектирование Lф=0,65 км;

Qr - расход реки 95% обеспеченности, м3/с. По заданию на проектирование Qr =15 м3/с;

qw - среднесекундный расход сточных вод, qw = 0,46296.

Коэффициент б определяется по формуле

где о - коэффициент извилистости;

ц - коэффициент выпуска. Для берегового выпуска ц =1;

E - коэффициент турбулентной диффузии.

Коэффициент извилистости ц определяем по формуле

где Lпр - расстояние до расчётного створа по прямой, км. По заданию на проектирование Lпр = 0,5 км.

Коэффициент турбулентной диффузии E определяем по формуле

где Vr mid - средняя скорость реки, м/с. По заданию на проектирование

Vr mid=0,25 м/с;

hr mid-средняя глубина реки, м. По заданию на проектирование hr mid=2,5 м.

Тогда коэффициент б равен

Коэффициент смешения a

В соответствие с п.5.2.2.9, коэффициент смешения и кратность разбавления применяем в случае соблюдения неравенства

В настоящем проекте Nэкв=167827 чел. В соответствие с данными таблицы 5.1[6] для Nэкв=167827 чел.,к сбросу допустим сток с показателями загрязнений

Lex=15 мг/л

bex=20 мг/л

CNобщ=5 мг/л

СРобщ=2 мг/л

Данные показатели могут быть достигнуты на сооружениях полной биологической очистки сточных вод, с емкостными сооружениями по удалению N и P, т.е. с предварительной денитрификацией сточных вод.

В состав очистной станции должны войти:

1.3.2 Расчёт сооружений по удалению N и P

Определяем концентрацию в общем стоке Nобщ

Показатели общего стока, поступающего в емкостные сооружения:

Len=251,74 мг/л

ben=238,74 мг/л

СNH4en=25,93 мг/л

CNНобщ=47,14 мг/л

СРеn=15,71 мг/л

1. Определение концентрации нитратного азота

мг/л, подлежащего удалению по балансовому уравнению

мг/л

- содержание общего азота в воде, поступающего на биологическую очистку,

- содержание органических веществ в сочной воде, отводимой после вторичных отстойников. При очистке бытовых сточных вод

- содержание аммонийного азота в сточной воде, отводимого после вторичного отстойника,

- содержание нитратного азота в сточной воде, отводимой после вторичного отстойника

- азот органических веществ, поступающих в биомассу активного ила. В соответствие с п. 7.6

мг/л

Очистка по азоту требуется, оставляем аэротенки- вытеснители

2. Расчёт и проектирование канализационных очистных сооружений

2.1 Расчёт сооружений механической очистки

2.1.1 Подбор приёмной камеры

Приёмная камера предназначена для гашения скорости напорных водоводов и сопряжения их с открытыми лотками

Т.к. ГКНС должны быть минимум в 2 нитки напорных водоводов, то и приёмные камеры принимаются минимум на 2 водовода

Рис. 2 - Схема приёмной камеры

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

Приёмная камера подбирается по величине среднесекундного расхода сточных вод по таблице 5.1[4]

Среднесекундному расходу qw=462.96 л/с соответствует приёмная камера ПК-2-60а (1500Ч2000Ч1600)

Т.к. подводящих к приёмной камере водоводов 2, расход каждого составляет

Табл. 1 - Камеры типовых проектов серии 4.902-3

q, л/с	На два водовода
	Д, мм	Марка камеры	AЧBЧH мм
31	2Ч150	ПК-2-15	1000Ч1500Ч1200
55	2Ч200	ПК-2-20
83	2Ч250	ПК-2-25
134	2Ч300	ПК-2-30а
182		ПК-2-30б
280	2Ч400	ПК-2-40
393	2Ч500	ПК-2-50	1500Ч2000Ч1600
476	2Ч600	ПК-2-60а
610		ПК-2-60б	1600Ч2500Ч1600
750	2Ч700	ПК-2-70
917	2Ч800	ПК-2-80а
1140		ПК-2-80б
1390	2Ч900	ПК-2-90	2000Ч3200Ч2000
1810	2Ч1100	ПК-2-110
2210	2Ч1200	ПК-2-120а
2450		ПК-2-120б
2920

Определяем скорость воды в водоводе на пропуск воды по таблице 44 Лукиных[5]

При для одного трубопровода dн=600 мм скорость течения воды составляет V=0,82 м/с, гидравлический уклон i=0,00133.

Скорость в напорных водоводах незначительна. Принимаем тип ПК меньше: 2Ч500 ПК-2-50 (1500Ч2000Ч1600) i=0,0035, V=1,17 м/с

2.1.2 Расчёт решёток

Исходные данные:

1) Суточная производительность станции Qw=40 000 м3/сут.

2) Среднесекундный расход сточных вод qw=462,96л/с=0,46296 м3/с.

3) Максимальный секундный расход qw max=698,61 л/с=0,69861 м3/с.

4) Минимальный секундный расход qw min=302,31 л/с=0,30231 м3/с.

5) Приведенное население по взвешенным веществам Nпр=167,827 чел.

В соответствии с п. 6.2 ТКП, на станциях очистки предусматриваются решётки с прозором не более 16 мм.

Механизированная очистка решёток от отбросов предусматривается при количестве отбросов ? 0,1 м3/сут

Задержанные отбросы

1) собираются в контейнеры с последующим вывозом в бытовые отходы

2) обезвоживаются и направляются для совместной работы с осадком

Характеристика отбросов:

1. Влажность отбросов должна быть 90%

2. Плотность равна 0,87 тонн/м3

Решётки бывают вертикальные, степскриновские, наклонные



Рис. 3 - Схема решёток

Расчёт:

1) Определяем площадь прохода решётки

В соответствии с п.5.14 [1] скорость сточных вод в прозорах решётки при максимальном притоке при механизированном съёме отбросов принимается от 0,8 до 1 м/с. В данном проекте принимаем скорость Vреш=0,9м/с.

2) Обращаясь к таблице типоразмеров решёток выбираем необходимый тип решётки.

Таблица 2 - Типоразмеры решёток

Марка решётки	Пропускная способность, тыс. м3/сут	Размеры камеры перед решёткой	Площадь прозоров f, м2	Bр, мм
		B, мм	H, мм
РМВ-1000	26	1000	1000	0,3	1200
МГ9Т	33	1000	1200	0,38	1425
МГ7Т	35	800	1400	0,39	1338
МГ11Т	50	1000	1600	0,57	1520
МГ10Т	65	1000	2000	0,74	1580
МГ8Т	110	1400		1,25	1955
МГ12Т	130	1600		1,5	2175
МГ6Т	165	2000		1,9	2675
МГ5Т	185	2000		2,1	2175

Пропускная способность 40 000 м3/сут. Принимаем 2 решётки марки МГ7Т с характеристиками:

B=800 мм, H=1400 мм, f=0,39 м2, Bр=1338 мм.

Определяем количество рабочих решёток

К проектированию принимаем две рабочие решётки и одну резервную.

В соответствии с п.6.1[1] ширина прозоров решётки b=0,006 м, а толщина стержней прямоугольной формы S=0,01 м.

3)Определяется расчётное наполнение перед решёткой при максимальном притоке

где k - коэффициент засорения и стеснения граблями в соответствие с п.6.2.9 [1], k=1,1;

b - ширина прозоров решётки, b=0,006 м;

n - количество рабочих решёток;

N - количество прозоров.

Число прозоров в решётке определяется по формуле

где S - толщина стержней прямоугольной формы, S=0,01 м.

4) Определяем гидравлические характеристики подводящих каналов к решётке, пользуясь таблицей [3].

Следует учесть, что при минимальном притоке скорость V?0,7 м/с.

Таблица 3 - Гидравлические характеристики подводящих каналов к решётке

Расчётные данные	Расходы, л/с
B, м	1000	1000	1000
i	0,2	0,2	0,2
V	0,46	0,42	0,37
h	0,8	0,57	0,41

5) Определяем скорость в канале перед решётками при минимальном притоке, которая должна быть не менее 0,4 м/с



Необходимо уменьшить ширину канала и ширину решётки

6)Определяем потери напора в решётке:

где - коэффициент сопротивления стержней,

- коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в случае засорения отбросами,

Дно канала после решёток понижается на 0,1м

7) Определяем количество отбросов, снимаемых с решёток

где a - количество отбросов, снимаемых с решёток на 1 человека в год. Принимается по таблице 6.1 [1] a=16 л/чел.год при величине прозоров 6 мм;

k - коэффициент неравномерности снятия отбросов, k=2.

Отбросы собираются в контейнер и вывозятся за пределы станции вместе с ТБО.

Определяется длина расширенной части канала перед решёткой

Размеры здания решёток 6Ч24 м

2.1.3 Расчёт песколовок

Песколовки применяются при производительности станции более 10 м3/сут

Так как количество песколовок должно быть не менее 2х, то канал каждой песколовки рассчитывается на половинный расход

Таблица 4 - Гидравлические характеристики подводящих каналов

Расчётные данные	Расходы, л/с
B, м	1000	1000
i	0,2	0,2
V	0,46	0,37
h	0,8	0,41

Исходные данные:

1) Максимальный секундный расход qw max=462,96 л/с=0,46296 м3/с.

2) Минимальный секундный расход qw min=302,31л/с=0,30231 м3/с.

Расчёт:

1) Определяем площадь живого сечения песколовки

где Vs - поступательная скорость движения сточных вод при максимальном притоке. Принимается по таблице 28 [1Vs=0,3 м/с;

n - количество песколовок, n=2.

Принимаем типовую песколовку с шириной отделения Bs=1 м.

2) Определяем глубину песколовки

Принимаем песколовку с минимальной шириной отделения 1м и глубиной 0,58 м.

3) Определяем длину песколовки

где Ks- коэффициент, зависящий от крупности задерживаемого песка и определяемый по формуле

гидравлическая крупность. При диаметре заданных частиц 0,2мм, которым соответствует =0,2 и .

Т.к. минимальная длина песколовки должна быть 12м, то принимаем длину песколовки равную12м.

2.1.4 Расчёт песковых площадок

В соответствии с п.6.3.9, для подсушивания песка для песколовок, предусматриваются площадки с высотой оградительного валика 1-2 м (нагрузка на площадку не более 3 м3 на 1 м2 в год)

Площадь площадок определяется по формуле

где p- норма песка; р=0,02 л/чел•сут

q - нагрузка на площадку, принимаемая 2 м3/м2•год.

Принимаем две площадки. Площадь одной составляет

Размеры площадок 13Ч25 м.

сточный вода очистка сооружение

2.1.5 Расчёт первичных отстойников

Первичные отстойники предназначены для удаления из сточных вод загрязнений, удельный вес которых больше или меньше удельного веса воды. При производительности станции до 20 тыс. м3/сут к проектированию принимаются вертикальные отстойники; при производительности более 10 тыс. м3/сут - горизонтальные отстойники; более 20 тыс. м3/сут - радиальные.

В соответствии с п.6.5.1 [1] на станциях с производительностью QW=40 000 м3/сут применяются радиальные отстойники.

Рис. 4 - Схема радиального отстойника

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

Расчёт:

1) Определяем производительность одного отстойника по формуле

где kset - коэффициент использования объёма отстойника. Зависит от типа отстойника и в соответствии с таблицей 6.8 [1] kset=0,45;

Dset - диаметр отстойника, м;

dset - диаметр впускного устройства, м;

Vtb - турбулентная составляющая скорости рабочего потока, зависящая от продольной скорости потока. Принимается в зависимости от скорости рабочего потока по таблицам 6.8 [1]. При VW=5 мм/с Vtb=0 мм/с;

U0 - расчётное значение гидравлической крупности задерживаемых частиц при принятом эффекте очистки, мм/с.

Принимаем эффект очистки Э=50%. Гидравлическую крупность определяем по формуле

где n2 - показатель степени, зависящий от эффекта осветления и исходной концентрации взвешенных веществ. В соответствии с рисунком 6.1 [1] n2=0,25;

Hset - глубина проточной части отстойника

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

Э%	tset, в слое h1=0,5 м при ben
	200	300	500
40	650	450	390
50	900	640	450
60	1200	970	680

Диаметры отстойников определяем методом подбора, руководствуясь следующими данными

Таблица 5 - Характеристики радиальных отстойников

Dset, м	dset, м
18	0,72
24	0,92
30	1,12
40	1,12
50	2,0

Принимаем диаметр отстойника Dset=18 м, dset=0,72 м. Тогда Hset=3,1 м и гидравлическая крупность равна

Производительность одного отстойника диаметром 18 м

2) Определяем количество отстойников

Следовательно, принимаем больший диаметр.

В соответствие с п.6.5.2, количество отстойников принимается не менее 2х. Причём при минимальном их числе, их расчётный объём необходимо увеличивать в 1,2-1,3 раза

Пересчитываем для отстойника диаметром 24 м



Принимаем три первичных отстойника диаметром 24 м.

3) Проверяем фактическую скорость в отстойнике

Диаметр подобран верно и пересчёт делать не надо.

4) Определяем количество выносимых взвешенных веществ из первичных отстойников

5) Определяем часовое количество осадка, выделяемое в одном отстойнике

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

г - удельный вес воды, г=1 г/м3.

6) Определяем объём иловой части отстойника. При механизированном удалении осадка накопление идёт в течение 8 часов.

Для отвода осадка принимаем трубопровод диаметром не менее 200 мм.

2.2 Расчёт сооружений биологической очистки

2.2.1 Расчёт аэротенков-вытеснителей

Исходные данные для расчёта:

Len=251,74мг/л

Lex=15 мг/л

Qmax h=2515,01 м3/ч

Qh=1666,67 м3/ч

Так как Len>100 мг/л, то в соответствие с п.7.6.8[1] принимаем к проектированию аэротенки-вытеснители с регенерацией активного ила.

1) Определяем продолжительность обработки воды в аэротенке

где ai - доза ила в аэротенке, принимается по табл.7.5[1] в зависимости от вида очистки

При очистке воды без нитрификации, доза ила ai =2,5-3,5 г/л.

Принимаем ai =3 г/л

должно быть не менее 2х часов. Принимаем =2 ч

2) Определяем продолжительность окисления органических загрязнений

где S - зольность активного ила. По табл. 7.6[1] S=0,3;

Ri - степень рециркуляции активного ила, Ri =1;

ar - доза ила в регенераторе, г/л;

Доза ила в регенераторе определяется по формуле

с - удельная скорость окисления мг БПК на 1г беззольного вещества в час

Удельная скорость окисления мг БПК определяется по формуле

где сmax - максимальная скорость окисления. По табл. 7.6[1] сmax=57мг/(г•ч);

C0 - концентрация растворённого кислорода, C0 =2 мг/л;

Kl - константа, характеризующая свойства органических веществ. По табл.7.6[1] Kl =22 мг/л;

K0 - константа, характеризующая влияние кислорода. По табл. 7.6[1] K0 =0,625 мг/л;

ц - коэффициент ингибирования продуктов распада активного ила. По табл. 7.6[1] ц =0,07.

3) Определяем продолжительность регенерации активного ила

4) Определяем объём собственно аэротенка

5) Определяем объём регенератора

6) Определяем полный объём аэротенка

7) Количество коридоров

Принимаем двухкоридорный аэротенк.

Таблица 6 - Типоразмеры аэротенков-вытеснителей

n-Bat-Hat
А-2-4,5-3,2(4,4)	1296(1718)
А-2-6-3,2(4,4)	2304(3168)
А-2-9-3,2(4,4)	5184(7128)
А-3-4,5-3,2(4,4)	1944(2673)
А-3-6-4,4(5)	4752(5400)
А-3-9-4,4(5)	10692(12150)
А-4-4,5-3,2(4,4)	2592(3564)
А-4-6-4,4(5)	6336(7200)
А-4-9-4,4(6)	14256(16200)

При подборе аэротенков длина типовой секции должна быть не менее 10 ширин коридора.

Принимаем к проектированию типовой аэротенк А-2-9-3,2.

8) Определяем объём типовой секции

м3

9) Определяем количество секций аэротенка



10) Определяем объём одной секции

11) Определяем длину аэротенка

К проектированию принимаем 3 секции аэротенка-вытеснителя А-2-9-3,2 длиной Lat=90 м (кратно трём).

2.2.2 Расчёт вторичных отстойников

1) Определяем нагрузку на вторичный отстойник после аэротенка по формуле

где kss - коэффициент использования объёма зоны отстаивания. Для радиальных отстойников в соответствие с п.8.2.3[1] kset =0,4;

ai - концентрация активного ила. Во вторичных отстойниках ai не более 3 г/л;

Hset - глубина вторичного отстойника, Hset =3,1 м;

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

Ii - иловый индекс. Определяется по табл. 3.7[1] в зависимости от нагрузки на ил, которая определяется по формуле

Тогда Ii =112,27 мг/(г•сут).

2) Определяем необходимую площадь зеркала отстаивания

3) При строительстве очистных сооружений желательно принимать однотипные конструкции. Так как первичные отстойники приняты диаметром 24 м, то первоначально принимаем диаметр вторичных отстойников равным D=24 м. Определяем площадь зеркала воды одного отстойника

4) Определяем количество отстойников

Принимаем пять вторичных отстойников диаметром 24 м.

Таблица 7 - Типоразмеры вторичных отстойников

Диаметр отстойника, м	Объём, м3	Глубина отстойника, м	Расстояние, м
	Зоны отстаивания Wз.о.	Иловой зоны Wi		A	B	C
18	788	160	3,1	12,5	11,0	12,5
24	1400	280		15,5	14,0	15,5
30	2190	440		18,5	18,5	18,5
40	4580	915	3,65	23,5	23,5	23,5

5) Продолжительность отстаивания во вторичных отстойниках определяется по формуле

6) Определяется время пребывания осадка в иловой зоне, которое должно быть не более 2 часов.

где Wi-объём иловой зоны, при D=24 м Wi=280 м3

qцирк - расход циркуляционного активного ила, м3/ч;

qизб - расход избыточного активного ила, м3/ч.

Определяем расход циркуляционного активного ила

где Ri - степень рециркуляции активного ила, Ri =1,99;

Qh max - среднечасовой расход сточных вод, Qh max =2515,01 м3/ч.

Определяем расход избыточного активного ила

где - прирост активного ила, =264,33мг/л;

C - концентрация активного ила, C=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.

2.3 Расчёт сооружений по обеззараживанию сточных вод

В состав сооружений по обеззараживанию сточных вод входят:

1. хлораторная

2. смеситель

3. контактный резервуар

2.3.1 Расчёт хлораторной

В соответствие с п.8.3[1], доза активного хлора после сооружений биологической очистки принимается 3 мг/л.

1) Определяем количество активного хлора для обеззараживания очищенных сточных вод

где a - доза хлора, равная 3 мг/л.

Количество хлора определяем для средней, минимальной и максимальной производительностей.

Хлорное хозяйство станции должно обеспечить возможное увеличение хлора в 1,5 раза без изменения вместимости склада хлора.

2) Определяем производительность хлораторной

Таблица 8 - Типоразмеры хлораторных

показатели	Модели хлоратора
	АХВ-1000/R06	АХВ-1000/ R12	АХВ-1000/ R24	АХВ-1000 Е02	АХВ-1000 Е04	АХВ-1000 Е10	АХВ-1000 Е20	АХВ-1000 Е40
Давление хлора кг с/см2	6	6	6	10	10	10	10	10
Диапазон расхода хлора кг/ч	0,3-6	1-12	1,5-24	0,1-2	0,2-4	0,5-10	1-20	2-40
Давление воды в водопроводе	Не менее 2 кг силы на см2	-/-	-/-	-/-	-/-	-/-	-/-	-/-
Габаритные размеры, мм: длина, высота, ширина	570 685 340	-/-	-/-	400 670 450	-/-	-/-	653 220 600	-/-
масса	30	30	30	5	5	8	10	20

Выбираем хлоратор типа АХВ-1000/ R12, исходя из условия

3) Для хлораторов АХВ при подаче воды к эжекторам под давлением 3-4 атм, удельный расход воды составляет 0,7 м3 воды на 1 кг хлора

Определяем максимальное количество хлорной воды

где q0 - удельный расход воды для приготовления хлорного раствора, q0=0,7м3/кг.

Принимаем хлоратор АХВ-1000/R12, с давлением хлора 6 кг/см2 и давлением 2.

2.3.2 Подбор смесителя

В качестве смесителя хлорной воды с очищенной сточной водой принимаем лоток Поршаля, длина которого принимается в зависимости от суточной производительности станции. Для производительности 40 тыс. м3/сут по таблице 5.23[2] подбираем лоток Поршаля длиной l=6,5 м и шириной 9 м. Принимаем его к проектированию.

2.3.3 Расчёт контактных резервуаров

В соответствии с требованиями п.8.6 [1] контакт воды с хлором осуществляется на протяжении 30 минут, после чего вода сбрасывается в водоём.

1) Определяем объём контактного резервуара

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

Принимаем типовой контактный резервуар по табл. 5.25[2]

Таблица 9 - Типоразмеры горизонтальных контактных резервуаров

Число секций	Глубина, м	Ширина секции, м	Длина, м
2	3,2	6	18ч30
3
4

2) Принимаем для начальных расчётов два трёхсекционных резервуара с шириной секции 6 м и глубиной 3,2 м. Определяем длину контактного резервуара, которая должна быть в пределах от 18 до 30 м

где N - количество контактных резервуаров, N=2;

n - число секций в контактном резервуаре, n=3;

B - ширина секции, B=6 м;

H - глубина резервуара, H=3,2 м.

3) Для предотвращения осаждения осадка предусматривают продувку воздухом. Интенсивность подачи воздуха в контактный резервуар I=0,5 м3 воздуха на 1м2 резервуара.

Определяем необходимое количество воздуха

4) В соответствие с п. 8.6[1] количество осадка после сооружений биологической очистки принимается 0,05 л на 1 м3 сточных вод.

Определяем количество выпавшего осадка

Т.к. в схеме обработки осадков не предусматривается сбраживание осадков в метантенках, то в данной схеме осадок из контактных резервуаров можно сбрасывать или в канализацию, или с осадком. Принимаем сбрасывание в сеть местной канализации.

2.4 Расчёт сооружений по обработке осадка

2.4.1 Определение расхода и влажности осадка сточных вод

Расход и влажность осадка определяется по сухому веществу, по величинам которых производится подбор оборудования по механическому обезвоживанию осадка. А также определяется общий объём смеси и её влажность для подачи на дальнейшую обработку.

Исходные данный для расчёта:

· Qw=40 000 м3/сут;

· концентрация взвешенных веществ в общем стоке ben=238,74мг/л;

· эффект очистки первичных отстойников Э=50%.

Расчёт:

1) Определяется расход осадка из первичных отстойников по сухому веществу

где K - коэффициент, учитывающий увеличение объёма за счёт крупных фракций, равный 1,2.

Определяется расход избыточного активного ила по сухому веществу

где n - коэффициент, учитывающий неравномерность прироста активного ила, равный 1,3.

прирост активного ила в аэротенке

2) Определяем количество беззольного вещества осадка

где Bг - гигроскопическая влажность сырого осадка и ила Bг=5%;

Sос - зольность осадка, Sос=27 %.

Определяем количество беззольного вещества активного ила

где Si - зольность ила, Si =25%.

3) Определяем общий объём осадка, активного ила и их смеси:

где Pос - влажность сырого осадка, равная 95%;

Pi - влажность уплотнённого ила, определяемая по таблице [1] и для радиальных илоуплотнителей равная 97,3%;

сос, сi - плотность осадка и ила соответственно, равные 1.

4) Определяем среднюю влажность смеси



2.4.2 Расчёт илоуплотнителей

На илоуплотнители поступает избыточный активный ил из вторичных отстойников с влажностью 99,7%.

Илоуплотнители уплотняют осадок до влажности 97,3%. В качестве илоуплотнителей, как правило, применяются радиальные отстойники.

Расчёт.

1) Определяем максимальный часовой приток избыточного активного ила

где - максимальный прирост избыточного активного ила

2) Определяем объём илоуплотнителей

где T - продолжительность уплотнения, T=10 - 16 ч. Принимаем Т=11 ч.

3) Определяем количество илоуплотнителей. Принимаем радиальный отстойник диаметром 24 м, объём зоны отстаивания которой равна 1400 м3

4) Определяем нагрузку на зеркало илоуплотнителя, которая должна находиться в пределах q0=0,2 - 0,5 м3/(м2•ч)

5) Определяем расчётный расход уплотнённого активного ила при влажности 97,3%

где P1 = 99,6%; P1 = 97,3%.

6) Определяем максимальный объём жидкости (иловой воды), отделяющейся в процессе уплотнения



Иловая вода подаётся в канал перед аэротенком.

2.4.3 Цех механического обезвоживания осадка

Коагулирование осадка.

При обезвоживании сухих осадков (без метантенка), техническая схема предусматривает радиальное обезвоживание сырого осадка из первичных отстойников и смеси из активного ила с фугатом и сухим осадком

Объём осадка из первичных отстойников Vос=95,4м3/сут

Расход избыточного активного ила Vi=509,26 м3/сут.

Для обезвоживания осадка из первичных отстойников, принимаем осадительные центрифуги типа ОГШ 502К-4, q=7.

В качестве коагулянта применяют FeCl3 и известковое молоко CaO.

Доза коагулянтов (в % от массы сухого вещества осадка) принимается: FeCl3 - 3 ч 5% (принимаем 4%), CaO - 9ч13% (принимаем 11%).

1) Определяем потребное количество железа и извести

2) Определяем потребное количество железа и извести в товарном хозяйстве

2.4.3.1 Расчёт центрифуг

Исходные данные:

1. Суточный объём сырого осадка из первичных отстойников Vос=95,4 м3/сут

2. Суточная масса осадка по сухому веществу Осух=4,77 т/сут

3. Суточный объём уплотнённого активного ила Vi=509,26 м3

4. Суточная масса ила по сухому веществу Исух=13,75т/сут

5. Эффект задержания сухого вещества центрифугами ЭОГШ=55%

6. Ркека=75%

1) Определяем продолжительность работы центрифуги для обезвоживания сырого осадка

2) Определяем массу сухого вещества осадка задержанного центрифугой за сутки

На обезвоживание идёт расход осадка и уплотнённого активного ила

3) Определяем суточный объем кека

4) Определяем расход образовавшегося фугата

5) Определяем массу сухого вещества в фугате за сутки

2.4.3.2 Обезвоживание активного ила и фугата

Эффективность задержания сухого вещества из смеси активного ила и фугата, составляет 30%.

1) Определяем массу сухого вещества попадающего в минерализатор

2) Определяем необходимое количество осадка, обрабатываемого центрифугой

'

3) Определяем расход сухого вещества возвращаемого в минерализатор

(88)

4) Определяем суточный объем осадка подаваемый на центрифуги из илоуплотнителя

(89)



5) Для обезвоживания 1766,667 т/сут смеси принимаем тот же центрипресс и определяем количество центрифуг

6) Определяем количество часов работы центрифуги

7) Определяем суточный объем кека от активного ила и фугата

(92)

8) Определяем общий расход кека

2.4.4 Площадка для складирования кека

В соответствии с [1], рассчитывается на 4 месяца хранения кека при высоте отвала 2-2,5 м

Определяем площадь площадки для складирования кека

Размеры площадки определяются при разработке генплана станции

2.4.5 Резервные иловые площадки

При механическом обезвоживании осадка позволяют обезвоживать двухмесячный его объём дополнительными методами.

Принимаем сушку на иловых площадках с естественным основанием

где n - климатический коэффициент, для РБ равный 0,9;

k - годовая нагрузка осадка, м3/м2•год. На естественном основании для сырого осадка из первичных отстойников и для активного ила k=0,8.

Принимаем 5 карт с размерами в плане BЧL=99Ч100 м.

Рабочая глубина карты 0,7 м. Общая строительная глубина карты 1 м.

3. Компоновка генплана очистных сооружений

При определении взаимного высотного расположения отдельных сооружений станции аэрации, одновременно с составлением генплана составляются профили движения воды и осадка. Масштабы: Мг 1:500, Мв 1:100.

3.1 Профиль по воде

Сточные воды на очистную станцию должны проходить самотеком, поэтому отметка поверхности воды в приемной камере должна превышать отметку воды в водоеме при высоком горизонте на величину всех потерь напора по пути движения воды и плюс 1-1.5 м.

Высотное расположение отдельных сооружений определяет объем земляных работ. Сооружения большой высоты, например, вертикальные отстойники, целесообразно располагать на половину уровня земли.

Профиль представляет собой развернутый разрез по сооружениям, сделанный по самому длинному пути от приемной камеры до выпуска в водоем. Расчетные участки предварительно намечаются на генплане, а затем переносятся на профиль. Отметка уровня воды в последующем сооружении вычисляется как отметка уровня в предыдущем сооружении за вычетом сумм потерь напора на участке между этими сооружениями. Потери напора складываются:

,м

Где hдл - потери на трение при движении сточной воды по трубам или лоткам;

hизл. - потери через водосливы на входе и выходе из канала;

hcoop - потери в сооружении;

Для предварительных расчетов, потери напора могут приниматься следующие:

· в приемной камере 10-15 см

· в решетках 10 см

· в песколовках 20-30 см

· в радиальных отстойниках 40-50 см

· в аэротенках 25-50 см

· в контактном резервуаре 40-60 см

· в распределительных чашах 10-15 см

· в лотках Паршаля 10-15 см

При составлении профилей следует руководствоваться следующими положениями:

· распределение и транспортирование сточных вод и осадков по отдельным сооружениям станции аэрации следует производить по открытым железобетонным лоткам прямоугольного сечения или по трубопроводам при подводе, отводе и отстаивании

· расчет подводящего и отводящего каналов магистральных и к отдельным сооружениям должен производиться по максимальному секундному расходу сточных вод с коэффициентом 1.4, учитывающим возможность перегрузки сооружений.

На станциях аэрации канал между аэраторами и вторичными отстойниками должен рассчитываться на сумму расчетного расхода сточных вод и циркуляционного активного ила.

На профилях должны быть показаны отметки уровня воды, отметки лотков труб или каналов, а также отметки естественной и спланированной поверхности земли. При этом отметки планировки принимаются на 0.3-0.7м ниже бортов канала этих сооружений.

Производится подбор канала между сооружениями на пропуск максимального секундного расхода:

· трубопроводы рассчитываются на пропуск расхода

qmax w=698,61 л/с;

· открытые каналы рассчитываются на пропуск

Участки 3-4;5-6;7-8;21-22;23-24 - открытый канал прямоугольного сечения. Подбирается по таблице Лукиных [3]

Характеристики:

· гидравлический уклон i'=0,003;

· скорость V=1,62 м/с;

· наполнение h=0,76 м;

· ширина канала b=1000 мм.

Участки 12-13;- открытый канал прямоугольного сечении, подбирающийся на пропуск qmax w=698,61 л/с.

Характеристики:

· гидравлический уклон i'=0,0004;

· скорость V=0,69 м/с;

· наполнение h=1,0 м;

· ширина канала b=1000 мм.

Канал от аэротенка до распределительной камеры вторичных отстойников (участок 14-15) подбирается на пропуск q = 1,4•(qmax w+qЦАИ) = =1,4•(698,61+5004,87)=7984,87 л/с.

Характеристики:

· гидравлический уклон i'=0,0007;

· скорость V=1,59 м/с;

· наполнение h=1,6 м;

· ширина канала b=2500 мм.

Канал 15-16 подбирается на пропуск q = 1,4•(qmax w+qЦАИ)/2=3992,44 л/с

Характеристики:

· гидравлический уклон i'=0,0005;

· скорость V=1,13 м/с;

· наполнение h=2,24 м;

· ширина канала b=1600 мм.

Участки 9-10;11-12- трубопроводы, подбираемые по таблице 44 Лукиных [3] на расход q=qmax w/4=698,61/3=232,87л/с.

Характеристики:

· ед. сопротивление i=0,0008;

· скорость V=0,8 м/с;

· диаметр трубопровода d=700 мм.

Участок 17-18 - трубопровод от распределительной камеры вторичных отстойников до самого вторичного отстойника, подбираемый на расход q=(qmax w+qЦАИ)/5=(698,61+5007,87)/5=575,715 л/с.

Характеристики:

· ед. сопротивление i=0,00079;

· скорость V=0,97 м/с;

· диаметр трубопровода d=1200 мм.

Участок 19-20 - трубопровод после одного вторичного отстойника, подбираемый на расход q=qmax w/5=698,61/5=139,72 л/с.

Характеристики:

· ед.сопротивление i=0,0042;

· скорость V=1,11 м/с;

· диаметр трубопровода d=400 мм.

10) Участок 20-21 - трубопровод после двух вторичных отстойников, подбираемый на расход q=qmax w/2=698,61/2=349,31 л/с.

Характеристики:

· ед. сопротивление i'=0,0013;

· скорость V=0,9 м/с;

· диаметр трубопровода d=700 мм.

Потери напора в сооружениях.

Отметка воды в приемной камере:

м

Отметка здания решеток:

м

Отметка воды за зданием решеток:

м

Отметка воды перед песколовками:

м

Отметка воды в песколовке:

м

Отметка перед лотком Паршаля:

м

Отметка воды в лотке Паршаля:

м

Отметка воды перед распределительной чашей:

м

Отметка воды в распределительной чаше:

м

м

Отметка воды в первичном отстойнике:

м

м

м

Отметка воды в аэротенке:

м

м

Отметка воды в распределительной чаше:

м

м

Отметка воды во вторичном отстойнике:

м

м

м

м

Отметка воды в лотке Паршаля:

м

м

Отметка воды в контактных резервуарах:

м

м

3.2 Профиль по сырому осадку

Профиль по сырому осадку начинается от выпуска осадка из первичного отстойника и доводится до сооружений по обработке осадка. Отметки первичного отстойника принимаются из построенного ранее профиля по воде.

3.3 Профиль по активному илу

Профиль по илу начинается от выпуска ила из вторичного отстойника. Циркуляционный активный ил доводится до выпуска в аэротенк, избыточный активный ил, проходя илоуплотнители, доводится до сооружений по обработке осадка.

Заключение

В данном курсовом проекте запроектирована канализационная очистная станция бытовых и производственных сточных вод. Рассчитаны очистные сооружения по механической очистке (решётки, песколовки, первичные отстойники) и сооружения биологической очистки сточных вод (аэротенки, вторичные отстойники), а также сооружения по обработке осадка. Были определены основные расчётные параметры станции, произведены технологические и гидравлические расчёты. Также был произведён расчёт по определению требуемой очистке сточных вод.

На основании расчётов построен генплан сооружений и продольный профиль «по воде», «по илу» и по «осадку».

Литература

1. ТКП 45-4.01-53-2012 «Системы канализации населённых пунктов. Основные положения и общие требования. Строительные нормы проектирования» - Мн.,Минск-2012.

2. ТКП 45-4.01-202-2010 «Очистные сооружения сточных вод»

3. СНБ 4.01.01-2003 «Водоснабжение питьевое. Общие положения и требования» - Мн., Минск-2003

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

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

6. ТКП 16-06.08-2012 «Охрана окружающей среды и природопользования. Порядок установления нормативов допустимых сбросов и иных веществ в составе сточных вод» - Минприроды, Минск-2013

Размещено на Allbest.ru