Реконструкция очистных сооружений города Новотроицка

2HNO2 +О2 = 2HNO3 +48 ккал/моль

После аэротенка нитри-денитрификатора сточная вода поступает во вторичные радиальные отстойники.

В составе проекта очистной станции, принята группа отстойников из четырех единиц, включая распределительную чашу и иловые камеры. Основные расчетные параметры вторичного отстойника:

Диаметр мм - 24000

Гидравлическая глубина, мм - 3700

Глубина зоны отстаивания, мм - 3100

Высота иловой зоны, мм - 600

Диаметр подводящего трубопровода, мм - 1200

Диаметр отводящего трубопровода, мм - 700

Объем иловой зоны, м 3 - 280

Объем отстойников зоны, м 3- 1400

Расчетная пропускная способность

(при 1,5 часовом отстаивании ), м 3/час - 933

Конструктивно вторичные отстойники мало отличаются от первичных, во вторичных отстойниках для удаления осевшего ила вместо илоскребов устроены илососы, а уклон к центру меньше, чем в первичных радиальных отстойниках.

Вода во вторичные радиальные отстойники подается через центральную подводящую трубу, которая проходит под днищем отстойника и заканчивается в центре вертикальным конусом.

Осевший ил из вторичных отстойников удаляется при помощи движущихся илососов собирающих ил периферии через илоприемную трубу в кольцевую камеру и отводится из отстойника.

Смесь сточной воды и активного ила (иловая смесь) по стальному трубопроводу Д1200 мм поступает в распределительную чашу, оборудованную водосливами. Водосливы обеспечивают деление потока на четыре равные части, каждая из которых по самостоятельному трубопроводу направляется в центральное распределительное устройство отстойника.

Распределительное устройство представляет собой вертикальную стальную трубу, переходящую в расширяющийся раструб, оканчивающейся ниже горизонта воды в отстойнике.

Выходя из распределительного устройства, смесь попадает в пространство, ограниченное стенками металлического направляющего цилиндра высотой 1,3 м, который обеспечивает заглубленный выпуск иловой смеси в отстойную зону отстойника.

Сбор осветленной воды осуществляется сборным кольцевым лотком через водосливы.

Из сборного лотка осветленная вода поступает в выпускную камеру отстойника и далее системой подземных трубопроводов отводится за пределы группы отстойников.

Активный ил, осевший на дно отстойника, удаляется самотеком под гидравлическим давлением при помощи илососа в иловую камеру, из которой системой подземных трубопроводов отводится за пределы группы отстойников.

Для перекачивания сточной жидкости на доочистку после вторичных отстойников применяется насосная станция №3. Насосная станция состоит из наземной и подземной части. В подземной части размещается машинный зал выполненный из монолитного железобетона. Наземная часть сооружения из кирпича. Полы в машинном зале цементные.

Сточная вода со вторичных отстойников по коллектору Ду 1500 мм поступает в приемо-всасывающий резервуар первой группы насосов. Первая группа насосов марки 400 Д-190 А №1,2,3 (один рабочий, два резервных), перекачивает биологически очищенные сточные воды из приемо-всасывающего резервуара в пруды - аэраторы по трубопроводу Ду 800 мм для дополнительной доочистки.

Пройдя дополнительную доочистку в прудах - аэраторах, сточная вода из прудов аэраторов в летнее время по коллектору Ду 1200 мм поступает в приемный резервуар второй группы насосов. Насосами второй группы марки 18 НДС № 4,5,6 (один рабочий , два резервных) вода подается на орошение земель совхоза «ПРОГРЕСС» при этом необходимо открыть на трубопроводе проложенным на полив задвижку Ду 800 мм (с ручным приводом) и закрыть электрофицированную задвижку на коллекторе Ду 1000 мм проложенным на р.Урал. В зимнее время (когда на осуществляется полив) сточная вода, пройдя дополнительную доочистку в прудах через перемычку Ду 800 мм, не попадая в приемный резервуар насосной станции попадает в самотечный коллектор Ду 1000 мм уложенный из железобетонных труб в р.Урал.

В приемную камеру насосов 2 группы проходит резервный коллектор от вторичных отстойников Д 1500 мм. Им пользуются в случае ремонта насосов первой группы или ремонта приемо-всасывающего резервуара, тогда осветленная вода со вторичных отстойников поступает в резервуар второй группы насосов. Для обеззараживания сточных вод в приемную камеру первой группы насосов подается хлорная вода по трубопроводу Ду 100 мм. В стене разделяющей две приемо - всасывающие камеры имеется отверстие для перепуска хлоропровода в случае ремонта приемного резервуара насосов 400Д-190 А. К приемному резервуару насосов 400Д-190 А подведен трубопровод диаметром 400 мм от старых очистных сооружений на случай пуска их в работу.

Дренажные воды из насосной станции удаляются через всасывающий трубопровод Ду 600 мм насоса 400Д -190А №1, насосами марки 3ПВР - 6 и ВК - 4/24.

Доочистка сточных вод осуществляется в прудах - аэраторах. При этом происходит удаление не только органических и биогенных веществ, но и бактериальных загрязнений.

Обеззараживание сточных вод

Наиболее распространенный безреагентный метод обеззараживания сточных вод - использование бактерицидного ультрафиолетового излучения, воздействующего на различные микроорганизмы, включая бактерии, вирусы, грибы.

На очистной станции предлагается запроектировать установку УФ - обеззараживания сточных вод, так как данный метод экономичен и эффективен при обеззараживании сточных вод прошедших полную биологическую очистку.

Обработка осадка сточных вод

Обработка осадка сточных вод начинается с илоуплотнителей. После илоуплотнителей предлагается отправить осадок в метантенки для сбраживания и дальнейшего механического обезвоживания на центрифуге.

Метантенки представляет собой цилиндрический железобетонный резервуар с коническим днищем и герметичным перекрытием , в верхней части которого , имеется колпак для сбора газа. Резервуар метантенок предназначен для анаэробного сбраживания осадков сточных вод. Процесс сбраживания принят мезофильным, при температуре 330С с суточной дозой загрузки 14,7 %.Влажность загружаемого осадка равна 93 -94 % . Загрузка осадков в резервуар метантенок производится периодически с помощью насосов НП - 28 или центробежных ,марки ФГ 216/24. Насосы установлены в насосных станциях сырого осадка и уплотненного ила.

Загрузка и выгрузка осадков происходит одновременно. Осадок подается по трубопроводу Д200 мм в верхнюю часть метантенки. Выгрузка сброженного осадка из резервуара метантенок осуществляется с двух горизонтов из нижней части и середины через камеру выгрузки установлены два щитовых затвора с подвижными водосливами, которые служат для регулирования уровня осадков в резервуаре и отключения одной из труб выгрузки сброженного осадка , расположенных внутри резервуара.

Инжекторная, примыкающая к резервуару метантенка, предназначена для размещения регулятора, задвижек управления, измерительной аппаратуры. Пар через регулятор подается на подогрев осадков внутри резервуара метантенки. Для обеспечения равномерного подогрева всего осадка и перемешивания вновь поступившей его порции со сброженной частью применяется искусственное перемешивание при помощи насосов ФГ 460 /22, установленных в насосной станции метантенки.

Резервуары метантенок и насосная станция связаны между собой непроходимыми каналами, в которых размещаются все коммуникации кроме газопроводов.

Метантенки расходуют тепло на подогрев осадка при помощи острого пара с температурой 100-1120 подаваемого через регулятор, подогрев технологических трубопроводов при помощи паровых спутников. Конденсат отопительного прибора выдавливается в напорный трубопровод.

Процесс сбраживания осадка сопровождается выделением газов: метана, сероводорода, углекислоты, которые удаляются через газовую свечу и атмосферу.

Обезвоживание осадка на очистных сооружениях предлагается производить на центрифуге, так как использование процессов естественной сушки осадков на иловых площадках является устаревшим методом и нерационален с экономической точки зрения. В настоящее время механическое обезвоживание является оптимальным методом переработки осадка.

Обезвоживание осадка производится на декантерной центрифуге.

Декантерная центрифуга предназначена для разделения осадка на две фазы - жидкую (фугат) и твердую (кек). Фугат самотеком по технологическому трубопроводу отводится за пределы здания. В соответствии со [1] декантированная вода направляется в «голову» очистных сооружений.

Твердые частицы осаждаются на внутренней стенке корпуса барабана декантера и снимаются шнеком, который вращается с меньшей дифференциальной скоростью относительно барабана. Шнек транспортирует твердую фазу к разгрузочным патрубкам барабана и сбрасывает ее в разгрузочную шахту шнекового транспортера.

Обезвоженный осадок влажностью 73…76 % собирается в тракторную тележку. Тележка устанавливается на специальной площадке, имеющей подогрев от существующей теплосети.

Для уменьшения времени разделения осадка и снижения влажности твердой фазы предусмотрена подача флокулянта (ПАА, зитег). Приготовление рабочего раствора флокулянта производится на установке приготовления и дозирования флокулянта. Установка оснащена емкостью для порошка вместимостью 200 л., растворным и расходным баками вместимостью по 2,7 м3 ,оборудованными мешалками, насосом-дозатором производительностью 600-3200 л/ч, расходомером для измерения количества отдозированного флокулянта.

Работа установки обезвоживания осадка полностью автоматизирована и управляется от собственного щита управления размещенного в операторной.

Расчет очистных сооружений в проекте производится по данным и формулам рекомендуемым [1] и специальной литературой [2,6,7,8,9,11,13,14,15].

1.3.2 Приемная камера

Приемная камера предназначается для приема сточных вод, поступающих на очистные сооружения канализации, Камеры предусматриваются на поступление сточных вод по двум трубопроводам и располагаются в насыпи высотой до 5м. [9]

Сточные воды с расчетным расходом qмакс = 0,972 м3/с поступают на очистную станцию по двум ниткам напорного водовода диаметром 800 мм каждая со скоростью v = 1,31 м/с. В этом случае принимаем приемную камеру марки ПК-1-90 с размерами: А = 1600 мм, В = 2500 мм, Н = 1600 мм.

1.3.3 Расчет решеток

Исходные данные (расход сточных вод, м3/с):

Средний секундный qср = 0,26

Максимальный секундный qмакс = 0,972

Минимальный секундный qмин = 0,25

Приведенное население по

взвешенным веществам Nпр = 162396 чел.

На очистной станции г.Новотроицка применяются стационарные решетки с механическими граблями наклонные с очисткой спереди типа ГТМ. Расчет решеток ведется по [10].

Определяем площадь живого сечения рабочих решеток:

(1)

где v - скорость движения жидкости в прозорах решетки, м/с. В прозорах механизированных решеток v = 0,9 м/с.

Принимаем решетки ГТ - 12М (площадь прохода f = 0,74м2). Тогда число рабочих решеток составит:

(2)

Количество резервных решеток - 1 шт.

Основные показатели принятых решеток:

Пропускная способность (двух рабочих решеток) 50000 м3/сут

Площадь прохода решетки 0,74 м2

Ширина прозоров b = 0,055 м

Толщина стержня s = 0,008 м

Стержни прямоугольного сечения

Ширина решетки Bp = 1580 мм

Ширина канала перед решеткой B = 1000 мм

Глубина канала перед решеткой Н = 2000 мм

Число прозоров в решетке n можно определить по формуле:

(3)

1580 = n*5,5+(n-1)*8

Откуда n = 1580+8/13,5 = 118

Расчетное наполнение перед решеткой:

(4)

где K1 - коэффициент, учитывающий стеснение потока граблями: К1 = 1,05.

Поскольку рабочих решеток 2, то подводящий канал к каждой из них рассчитывается на половину расчетного расхода.

Скорость уширенной части канала перед решеткой при минимальном притоке сточных вод желательна не менее 0,4 м/с во избежание заиливания канал:

(5)

где hмин - наполнение в канале при минимальном притоке, подбираем по таблицам Лукиных.

Потери напора в решетке определяем по формуле:

(6)

где K - коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в решетке вследствие засорения ее отбросами, K = 3;

- коэффициент местного сопротивления решетки:

(7)

где - угол наклона решетки к горизонту:

На величину потерь напора следует понизить дно камеры за решеткой.

Определяем размеры камеры решетки в плане:

(8)

(9)

Общая строительная длина камеры решеток:

L = l1+l2+1.5 = 0.8+0.40+1.5 = 2.7 м (10)

Строительная глубина канала перед решеткой H = 2 м.

Суточный расход отбросов, снимаемых с решеток, определяем по формуле:

(11)

где a - отбросы, приходящиеся на одного человека в год, a = 8л;

Nпр - приведенное население по взвешенным веществам;

Отбросы, снятые с решетки, имеют следующие характеристики: плотность - 750 кг/м3, влажность - 80%, зольность - 7-8%, коэффициент часовой неравномерности поступления - 2.

Масса отбросов, снимаемых с решеток за сутки,

 (12)

или за час (13)

1.3.4 Расчет песколовок

Песколовки предусматриваются, если пропускная способность станции очистки более 100 м3/сут. Они предназначены для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака и др.) по направлению движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с вращательным движением жидкости, последние - на тангенсальные и аэрируемые. На данных очистных используются горизонтальные песколовки с круговым движением воды, так как эти песколовки экономичны и надежны в работе. Эффективность их работы выше, чем обычных горизонтальных песколовок, что объясняется вращательным движением сточной жидкости в плоскости сечения потока, вызываемого круговым движением сточной воды в плане.

Число песколовок или отделений песколовок должно быть не менее двух и все рабочие.

Исходные данные:

Максимальный расход qмакс = 972 л/с

Минимальный расход qмин = 250 л/с

Приведенное население по взвешенным веществам Nпр = 162396 чел.

Площадь живого сечения кругового лотка при расчетном расходе [9]:

(14)

Площадь сечения треугольной части кругового лотка:

 (15)

Площадь сечения прямоугольной части кругового лотка:

(16)

Высота слоя жидкости в прямоугольной части кругового лотка:

(17)

Площадь живого сечения кругового лотка при минимальном расходе:

(18)

где Hмакс - наполнение подводящего канала при максимальном расходе, определяется по [7];

Hмин - наполнение подводящего канала при минимальном расходе, определяется по таблицам Лукиных.

Длина песколовки по средней линии осадочной части:

(19)

где Ks -коэффициент принимаемый в зависимости от типа песколовки

Hs - расчетная глубина песколовки, м

U0 - гидравлическая крупность песка: U0 = 18-24 мм/с, [1]

Vs - скорость движения сточных вод: v = 0,3 м/с.



Рисунок 1.1 Горизонтальные песколовки с круговым движением воды

Рассчитываем средний диаметр песколовки:

(20)

Продолжительность протока сточных вод в песколовке:

(21)

(что удовлетворяет требованиям СНиП 2-32-74)

Рассчитываем наружный диаметр песколовки:

 (22)

где Вж - принимается в зависимости от пропускной способности принимается ширина кольцевого желоба.

Принимаем два отделения песколовок диаметром 6 м. размеры кругового лотка песколовки: ширина D = 1,5 м, высота прямоугольной части h1 = 0,5 м, высота треугольной части h2 = 0,4 м.

Определяем суточный объем осадка:

(23)

где qос - удельное количество песка, равное 0,02 л/(сут*чел)

Расчет песковых бункеров

Суточный объем песка влажностью 60%, удаляемый через 2 суток из одной песколовки составляет:

(24)

Определяется необходимый объем бункеров:

(25)

где Т - продолжительность хранения песка в бункерах равная 1,5-5 суток

Рассчитывается объем одного бункера:

(26)

где D - диаметр бункера, D = 1,5-2 м

Находится количество бункеров:

(27)

Принимаем два бункера.

1.3.5 Расчет первичных радиальных отстойников с вращающимся сборно - распределительными устройствами

В проекте рассмотрены существующие радиальные отстойники (рис) представляют собой круглые в плане резервуары, в которых сточная вода подается в центр отстойника и движется радиально от центра к периферии. Преимуществом радиальных отстойников является небольшая глубина, что удешевляет их строительство. Круглая в плане форма позволяет устанавливать минимальные по толщине стенки, что также снижает стоимость сооружений.

Метод технологического расчета первичных отстойников заключается в выборе типа и необходимого числа типовых сооружений, обеспечивающих требуемый эффект осветления.[9]

Требуемая эффективность снижения концентрации взвешенных веществ при первичном осветлении воды в отстойнике Эt, % определяется:

(28)

где Сt - концентрация взвешенных веществ в воде после первичного отстаивания, мг/л, принимаемая равной 100-150 мг/л.

Принимаем количество отстойников N = 4.

Радиус отстойника:

 (29)

где N - число отстойников; К - коэффициент, учитывающий тип отстойника и конструкции водораспределительных и водосборных устройств. Для радиальных отстойников с вращающимся сборно - распределительным устройством К = 0,85. Этот коэффициент учитывает коэффициент использования объема отстойника и коэффициент полезного действия отстойника; u0 - гидравлическая крупность частиц взвеси, мм/с:

(30)

где Н - глубина проточной части отстойника, м Н = 3,1 м: Т - продолжительность отстаивания в цилиндре со слоем воды h = 500 мм, соответствующая заданному эффекту осветления принимается по[1]; n - коэффициент, зависящий от свойств взвеси по [1]

K коэффициент использования объема проточной части отстойника.

Принимаем типовой отстойник диаметром D = 24 м.

Необходимая продолжительность осветления воды в отстойнике, определяется:

(31)

Расчетный объем первичных отстойников определяется:

(32)

где qмакс - максимальный расход, м3/ч.

Рисунок 1.2 Первичный радиальный отстойник

1 -- илоскреб 2 -- распределительная чаша 3 -- подводящий трубопровод 4 -- трубопровод сырого осадка, Ь -- жиросборник, б--насосная станция, 7--отводящий трубопрово

Определяем объем иловой камеры отстойника из расчета накопления в нем осадка за период T = 8 ч:

(33)

где Q - средний часовой расход сточных вод за 8 часов; P - влажность удаляемого осадка (93,5 - 94%) при удалении осадка плунжерными насосами; с - плотность осадка с = 1т/м3; N - количество отстойников.

1.3.6 Расчет аэротенка, нитрификатора и денитрификатора

Поступление в водоем со сточными водами биогенных веществ вызывает в нем нарушение естественного равновесия, в частности, их эвтрофикацию.

На данных очистных для удаления из сточных вод азота, нитратов и нитритов предусматривается биологический метод удаления в аэротеноке-нитри-денитрификаторе. Так как, существующий, аэротенок-вытеснитель не удовлетворяет достаточной очистки от этих соединений.

Биологический метод очистки сточных вод от соединений азота основан на процессах нитрификации и денитрификации. Процесс нитрификации представляет собой совокупность реакций биологического окисления аммонийного азота до нитритов и далее до нитратов. В ходе денитрификации происходит окисление органических веществ при восстановлении азота нитратов до свободного азота.

В состав сооружений по удалению азота методом нитрификации-денитрификации входят: аэротенки, нитрификаторы, денитрификаторы, постаэраторы.

Расчет сооружений по удалению из сточной жидкости азота сводится к определению[14]:

-объемов аэротенка, нитрификатора, денитрификатора, постаэратора;

-требуемого объема воздуха для аэротенка, нитрификатора и постаэратора;

-требуемого количества питательного субстрата для восстановления окисленной формы азота (NO) до элементарного (N2);

-сухого вещества и объема избыточного ила, образующегося в аэротенках, нитрификаторах, денитрификторах в результате изъятия из сточной жидкости органических загрязнений и азота.



Рисунок 1.3 Схема удаления из сточной жидкости азота методом нитрификации-денитрификации.

1-первичный отстойник; 2-аэротенк; 3-нитрификатор;

4-денитрификатор; 5-постаэратор; 6-вторичный отстойник;

7-насосная станция циркулирующего активного ила;

8-циркулирующий активный ил.

Исходные данные:

Qсут = 59 тыс. м3 Сen = 210 мг/л Т = 100С

q ср = 2171 м3/ч Len = 190 мг/л Т = 200С

q ср s = 603 л/с рН=7,5 Эосв = 50%

Kgen max = 1,51 С N-NН = 28,5 мг/л С = 0,5 мг/л

q max = 3500 м3/ч С N-Nорг = 2 мг/л С = 0,08 мг/л

Концентрация взвешенных веществ в сточной жидкости, поступающей в аэротенк:

Ссdp== (34)

Значение БПКполн сточной жидкости, поступающей в аэротенк:

Lcdp=Len -0,01Cen Эосв (1-s) =190-0,01·210·50 (1-0,3) =117мг/л (35)

где s - зольность частиц, поступающих со сточной жидкостью в денитрификатор, принимается равной 0,25-0,3.

Концентрация азота органического в сточной жидкости, поступающей в аэротенк:

(С N-Nорг) cdp= = мг/л (36)

Прирост активного ила в аэротенке:

(Пi)at = 0,8 Ссdp+0,3 Lcdp = 0,8 105+0,3 117=119 мг/л (37)

Количество азота, пошедшее на синтез клеток микроорганизмов в аэротенке:

(?N) at = (Пi) at Мm(1- s) = 1190,20,15(1-0,3)=2,5мг/л (38)

где Мден,аэр - доля микроорганизмов в активном иле, принимается равной 0,2-0,3;

m - доля азота в клетках микроорганизмов в пересчете на сухое вещество, принимается равной 0,05-0,15

Общее количество азота, поступающего в нитрификатор:

(СN-Nобщ)нит=(СN-Nорг)cdp + С N-NН - (?N) at = 1 + 28,5 - 2,5 = 27 мг/л (39)

Концентрация азота нитратного, поступающего в денитрификатор:

=(СN-Nобщ)нит = 27 мг/л

Требуемое количество органических веществ (органический субстрат), направляемых в денитрификатор для полного восстановления NО3- до азота элементарного:

(Len)ден= 4* = 427 = 108 мг/л (40)

Количество осветленной сточной жидкости, направляемой в денитрификатор, определяется из уравнения материального баланса загрязнений:

(Len)ден Qсут= LcdpQден

Qден= Qсут (Len)ден / Lcdp = 59000108/117 = 54461,5 м3/сут (41)

Тогда в аэротенк будет направляться:

Q at= Qсут - Qден=59000-54461,5 = 4538,5 м3/сут (42)

Распределение сточной жидкости между аэротенком и денитрификатором в долях единицы:

G ден = 54461,5/59000 = 0,92

G at = 4538,5/59000 = 0,076

Прирост ила в денитрификаторе:

(Пi)ден = 0,8 Ссdp+0,3 (Len)ден = 0,8105+0,3108 = 116,4 мг/л (43)

Количество азота, пошедшего на синтез клеток микроорганизмов в денитрификаторе:

(?N) ден = (Пi) ден Мm(1- s) = 116,40,20,1(1-0,3) = 1,62 мг/л (44)

Концентрация общего азота в денитрификаторе без учета рециркуляционного расхода

(С N-NН)ден= С N-NН + (СN-Nорг)cdp - (?N) ден = 28,5 + 1 - 1,62 = 27,8 мг/л (45)

Требуемая степень рециркуляции, обеспечивающая на выходе из денитрификатора концентрацию азота аммонийного равную 2 мг/л, что соответствует заданному С на сброс в водоем, определяется из уравнения материального баланса загрязнений:

(С N-NН)денQден= С Qсут(1+ Ri) (46)

Ri== (47)

Общая продолжительность обработки загрязнений в аэротенке с регенератором при БПКпол=210мг/л:

t0 = (48)

г/л (49)

(50)

мг/(гч)

t0 =ч

Продолжительность нахождения сточной жидкости в аэротенке:

(51)

ч.

Принимаем tat=2 ч (п.6.143, СНиП)

Продолжительность нахождения загрязнений в регенераторе:

tr = t at - t o = 1,57-0,22 = 1,35 ч (52)

Продолжительность нахождения сточной жидкости в нитрификаторе:

tнит =, (53)

tнит = ч

где ai -доза ила в нитрификаторе равна дозе ила в аэротенке и денитрификаторе, г/л;

s - зольность ила в нитрификаторе принимается выше, чем в аэротенке и денитрификаторе, поскольку процесс денитрификации сопровождается минерализацией органических веществ, однако, s для академического проекта можно принять равной 0,3;

снит - скорость окисления азота аммонийного, принимается согласно рекомендациям , табл 12.

Таблица 12 [1]

СN-NН, мг/л	90	70	50	30	20	5
снит, мг/(г·ч)	22,5	19,5	15,6	11	4	2,5

- коэффициент, учитывающий влияние рН, таблица13.

Таблица 13 [1]

рН	6	6,5	7	7,5	8	8,5	9	9,5
	0,14	0,28	0,48	0,73	0,95	1,0	0,87	0,68

Продолжительность обработки сточной жидкости в денитрификаторе:

tден =, (54)

ч

где ai -доза ила в денитрификаторе принимается равной 1-5г/л, рекомендуется принимать 2г/л (оптимальная концентрация);

-скорость восстановления нитратов, принимается в зависимости от начального значения нитратов табл.14

Таблица 14

(С N-NO) en, мг/л	10	20	30	40	50	60	70	80
, мг/(г·ч)	7,5	11,5	13,5	15	17	17,5	18,5	19

S-зольность активного ила, принимается 0,25-0,3;

Т-температура сточной жидкости для самого неблагоприятного холодного времени года, 0С.

Расчетный расход сточной жидкости, проходящий через денитрификатор:

(qm)ден = (55)

Р1,Р2,…Рn - принимаются аналогично расчету аэротенка

(qm)ден = м3/ч

Расчетный расход сточной жидкости, направляемой в аэротенк:

(qm) at = G at (qm)ден = 0,076 3717 = 282 м3/ч (56)

Расчетный расход осветленной сточной жидкости, направляемой в денитрификатор:

(qmосв)ден =(qm)ден -(qm) at = 3717-282 = 3435 м3/ч (57)

Требуемый объем регенератора:

Wr=(qm) at tr Ri = 282 1,35 24,6 = 9365,22 м3 (58)

Требуемый объем аэротенка:

Wat=(qm) at tat (1+ Ri ) = 2821,57*(1+24,6) = 11334,14 м3 (59)

Требуемый объем нитрификатора:

Wнит = (qm)нит tнит (60)

(qm)нит = (qm) at

Wнит =2825,28 = 1488,96 м3

Требуемый объем денитрификатора:

Wден=(qm)ден tден (61)

где (qm)ден= (qm) at, - т.к. концентрация азота нитратного в расчетной формуле принята без учета его количества в органическом субстрате:

Wден=2825,12=1443,84 м3

Требуемый объем постаэратора:

Wпост=(qm)постtпост = 37171 = 3717 м3 (62)

Общий объем регенератора, аэротенка, нитрификатора, денитрификатора, постаэратора:

W= Wr +Wat + Wнит + Wден + Wпост = 9365,22 +11334,14 +1488,96 +1443,84 +3717 = 27349,16 м3 (63)

Доля каждого сооружения от общего объема:

Рat = 11334,14/27349,16 = 0,41;

Рr = 9365,22/27349,16 = 0,34;

Рнит = 1488,96 /27349,16 = 0,054;

Рден = 1443,84 /27349,16 = 0,052;

Рпост = 3717/27349,16 = 0,135

Размеры каждого сооружения:

Lобщ = 88,54 = 354 м Lнит = 354 0,054 = 19 м

Lat= 354 0,41 = 145 м Lден= 354 0,052 = 18 м

L r= 354 0,34 = 120 м Lпост = 354 0,135 = 48 м

где Lобщ - общая длина, коридоров в секции м.

Рисунок 1.4 Распределение объема сооружения между аэротенком с регенератором, нитрификатором, денитрификатором и постаэратором.

Требуемый удельный расход воздуха в аэротенке и нитрификаторе:

qair= (64)

Lэквen = (СN-Nобщ)нит3,43 = 273,43 = 92,61 мг/л (65)

= (С N-NН)ех3,43=0 мг/л; (66)

К3 = 1+0,02(Тw-20) = 1+0,02(20-20) = 1,02 (67)

Са= Ст = 8,84 = 10,7 мг/л (68)

qair = = 12,5 м3/м3ч

где К1- коэффициент, учитывающий тип аэратора; для мелкопузырчатой аэрации К1=1,34 при соотношении =0,05;

К2 - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора, при Наir=4,4-0,2=4,2м, К2=2,6, где 4,4м-глубина аэротенка; 0,2м-высота расположения аэратора над дном аэротенка;

К3 - коэффициент, учитывающий температуру сточной жидкости К3=1+0,02(Т-20)=1+0,02(21-20)=1,02;

К4 - коэффициент качества воды, принимается равным 0,85 для хозяйственно-фекальных стоков;

- количество кислорода, необходимое для полного окисления азота

Требуемый расход воздуха в аэротенке и нитрификаторе:

Qair= qair(qm) at (69)

Qair = 12,5*282 = 3525 м3/ч

Требуемый расход воздуха в постаэраторе:

(Qair)пост= qair пост(qm) пост (70)

(Qair)пост = 0,53717 = 1858 м3/ч

Общий расход воздуха, подаваемый в аэротенки, нитрификаторы и постаэраторы:

(Qair)общ= Qair + (Qair)пост = 3525+1858 = 5383 м3/ч (71)

Требуемое количество воздуходувок:

Принимаем воздуходувки марки ТВ-80-1.6 со следующими характеристиками:

производительность - 5000 м3/час, мощность на валу эл/двигателя - 125 кВт, число оборотов - 2960 об/мин

Nв= = 5383/(0,8 5000) ? 1,2 возд. (72)

где Qв - производительность воздуходувки, м3/ч;

k- коэффициент, вводимый при работе двух и более воздуходувок, принимается равным 0,8

Количество избыточного активного ила, образующегося в аэротенке:

(Аi)at = = т/сут (73)

Количество избыточного активного ила по сухому веществу, образующегося в денитрификаторе:

(Аi)ден = (74)

(Аi)ден = т/сут

Общее количество избыточного активного ила, выгружаемого из биологической системы:

(Аi)общ =(Аi)at +(Аi)ден (75)

(Аi)общ = 0,54+6,75 = 7,29 т/сут

Объем избыточного активного ила:

(Qi )общ= (76)

Рi =100 (77)

аил.кам.= аi*=2*=2,08 г/л (78)

Рi =*100=99,79%

(Qi )общ= м3/сут

Объем циркулирующего активного ила:

Qцаи = Qсут х Ri (79)

Qцаи = 59000х24,6 = 1451400 м3/сут

Принимаем насос марки Д - 12500-24, мощностью 485кВт, с числом оборотов 750 об/мин, КПД = 66,5%, напор 25 м

Nнас= = 1451400/240,912500 = 5 шт. (80)

- коэффициент, учитывающий совместную работу нескольких насосов на один трубопровод, =0,8…0,9.

Подбираем мешалки для денитрификатора:

L~ 2.5*(B-D) (81)

L~2,5*(4,5-2,5)

L~5 м

Согласно расчету принимаем на одну секцию аэротенка 18 мешалок горизонтального потока с характеристиками:

Скорость вращения, об/мин 35

Диаметр пропеллера, м 2,5

Производимая тяга, Н 2 728

Потребляемая мощность, кВт 3,11

Общая тяга, Н 2 728

Общая мощность, кВт 3,11

Приведенное к 1 м3 энергопотребление, Вт/м3 0,38

В качестве аэрационной системы приняты высокоэффективные дисковые аэраторы HD - 270, фирмы JAGER. Характеристика аэраторов представлена в таблице 15.

Таблица 15 - Характеристика дисковых аэраторов HD - 270

Диаметр аэратора	270 мм
Диапазон расхода воздуха на аэратор	0-12 Нм3/час
Оптимальный расход воздуха на аэратор	2.5-5Нм3/час
Активная площадь аэрации	0,0375м2
Количество перфорированных отверстий на мембране	6600 шт.
Материал изготовления мембраны	EPDM, PTFE

Рисунок 1.5 Дисковый аэратор

1.3.7 Расчет реагентного хозяйства

Порядок расчёта [15] оборудования для приготовления, хранения и дозирования коагулянта следующий:

Определяют суточный расход коагулянта (т/сут) по

формуле:

(82)

где Q сут - суточная производительность станции, м3/сут,

Qсут = Qполн;

Рi - процентное содержание безводного продукта в товарном коагулянте, для очищенного сернокислого алюминия Р = 40,3%.

В зависимости от суточного расхода коагулянта принимают метод завоза коагулянта на станцию (железнодорожным вагоном или автотранспортом) и частоту завоза. Грузоподъемность железнодорожного вагона составляет 60 т, автосамосвала 3 - 5 т.

Склад сухого хранения коагулянта предусматривают в соответствии с п.6.202 - 6.204 [1]. Площадь склада для хранения коагулянта (м2) определяют по формуле:

(83)

где Т - продолжительность хранения коагулянта на складе,

Т = 15 ? 30 суток;

а - коэффициент, учитывающий дополнительные площади проходов на складе, а = 1,15;

G0 - объёмный вес коагулянта при загрузке склада навалом, G0 = 1,1 т/м3;

h к - допустимая высота слоя коагулянта на складе, для сернокислого алюминия и железного купороса hк = 2 м.

В зависимости от площади принимаем размеры склада в плане:4Ч5 м

Определяют объём растворных баков, м3:

(84)

где q - часовой расход воды, поступающий на очистку, м3/ч,

q = Qполн/24 (85)

Т - время, на которое заготавливают коагулянт, Т = 10 ?12 ч для станции производительностью более 10 000 м3/сут;

bр - концентрация коагулянта в растворном баке, bр = 10 ?17% для неочищенного коагулянта, bр = 10 ? 20% для очищенного;

г - объёмный вес коагулянта, г = 1т/м3

Количество растворных баков принимаем согласно п.6.22 [1] не менее трёх, принимаем 2 рабочих бака и 1 резервный бак.

Тогда объем одного рабочего растворного бака составит:

(86)

Размеры основания бака и высота относятся как 2:3, тогда:

(87)

Принимаем размеры бака в плане a = b = 1м.

Высота слоя раствора коагулянта в баке составит:

(88)

Тогда высота бака с учётом строительного запаса:

(89)

Таким образом, размеры одного растворного бака:

a Чb Чh = 1Ч1Ч 2,09 м (90)

Рекомендуется высоту слоя коагулянта принимать в пределах 1 - 2 м. При применении кускового коагулянта в баках устанавливают колосниковые решётки с прозорами 10 - 15 мм. Если используется порошкообразный реагент, то на решётку укладывается сетка с отверстиями 1 - 2 мм. Стенки растворного бака ниже колосниковой решётки выполняют наклонными под углом 45

- 50° к горизонту. Для опорожнения бака предусматривают трубопровод диаметром не менее 150 мм. Объём подколосниковой части не входит в объём раств Wраств.

Определяем объём расходных баков,м3:

(91)

где b - концентрация коагулянта в расходном баке,

b = 4 ?12%.

Количество расходных баков должно быть не менее двух, принимаем 2 расходных бака. Размеры бака 1,5Ч4 м. Дно бака имеет уклон не менее 0,010. Для опорожнения бака предусматривают сбросной трубопровод диаметром не менее 100 мм. Строительная высота растворных и расходных баков принимается на 0,3 - 0,5 м более высоты раствора коагулянта.

Для перекачки раствора коагулянта используют кислотостойкие насосы. Подбираем насос марки 2Х-6Л-1: производительностью 12 - 29 м3/ч, напор 34,5-25 м, мощность электродвигателя 5,5-7,5 кВт.

Для интенсификации процессов растворения коагулянта в растворных и разбавления раствора в расходных баках предусматривают подачу сжатого воздуха. Производительность воздуходувки определяется исходя из площади растворных и расходных баков, и интенсивности подачи воздуха, которая принимается согласно п.6.23 [1]. Подбираем воздуходувку марки ВК - 6, подача 4,9 м3/мин, избыточное давление 10 м. Распределение воздуха по площади бака осуществляется при помощи дырчатых винипластовых труб или кислотостойких шлангов, которые укладываются в растворных баках под колосниковой решёткой, в расходных - по дну. Расстояние между трубами (шлангами) принимают 100 - 500 мм.

Забор раствора из баков следует предусматривать с верхнего уровня. Дозирование раствора коагулянта производят с помощью насосов - дозаторов марки НД 1000/10, производительность 1,00 м3/ч, напор 100 м, мощность электродвигателя 2,20кВт. Насосы - дозаторы устанавливают в помещении расходных баков.

Принимаем размер склада для хранения реагента: 4Ч5 м2 и размер помещения для расходных и растворных баков: 4Ч8 м2, высота помещений 3 м. Схема сухого хранения реагента представлена на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 - Схема сухого хранения коагулянта

1 - растворный бак; 2 - насос для перекачки раствора реагента; 3 - расходный бак; 4 - насос - дозатор раствора коагулянта в обрабатываемую воду; 5 - воздуходувка.

1.3.8 Расчет вторичных радиальных отстойников

В проекте рассматриваются существующие вторичные радиальные отстойники предназначены для выделения активного ила из иловой смеси, поступающей из аэротенков.

Исходные данные для расчета вторичных радиальных отстойников:

Максимальный часовой приток сточных вод Qмакс = 3500 м3/ч

Средний часовой расход сточных вод Qср = 2171 м3/ч

БПК20 сточных вод до очистки Lа = 190 мг/л

БПК20 очищенных сточных вод Lт = 14,3мг/л

Концентрация взвешенных веществ в сточных водах после первичных отстойников bобщ = 113мг/л

Общий расчетный объем отстойников при продолжительности отстаивания Т:

(92)

Количество рабочих отстойников должно быть не меньше трех, принимаем вторичные отстойники D = 24 м.

Число отстойников:

(93)

где Wз.о. - зона отстаивания определяется из характеристики отстойника.

Принимаем N = 4.

Уточняем фактическую продолжительность отстаивания:

(94)

При такой продолжительности вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников составит 12,2 мг/л (СНиП, табл. 32), что не превышает допустимого расчетного значения 26 мг/л.

При расчете вторичных отстойников проверяется время пребывания ила в иловой зоне отстойников, которое должно быть не более 2ч [1] табл. 7.49 во избежание снижения активности ила:

где Wи - объем иловой зоны отстойника, м3; qц - расход циркулирующего активного ила, м3/ч; qи - расход избыточного активного ила, м3/ч. Расход циркулирующего активного ила определяется:

(95)

где б - доля циркулирующего ила от расчетного расхода сточных вод; Q - средний часовой приток сточных вод за сутки.

Расход избыточного активного ила:

(96)

где Пр - прирост ила:

(97)

где С - концентрация активного ила: С = 4000 мг/л [1], табл. 36; b - вынос взвешенных веществ из первичных отстойников, мг/л.

1.3.9 Обработка осадка

Цель обработки осадков сточных вод - получение продукта, свойства которого обеспечивают возможность уменьшения его объема и утилизации, либо сведения к минимуму ущерба, наносимого окружающей среде.

Технологические процессы обработки осадков предлагаемые на данных очистных сооружениях включают следующие стадии: рисунок 1.7:

Рисунок 1.7 Стадии обработки осадков сточных вод

1.3.10 Расчет радиальных илоуплотнителей

Необходимость уплотнения, обусловленная высокой влажностью избыточного ила, способствует уменьшению объема осадка, при этом обеспечивается повышение производительности последующих сооружений по обработке осадка (метантенков, центрифуг, вакуум-фильтров и фильтр-прессов и т. д.).

Для уплотнения активного ила используют гравитационные вертикальные и радиальные илоуплотнители, илоуплотнители с перемешиванием, прогреванием, с добавкой химических реагентов, флотационные илоуплотнители, сепараторы. Илоуплотнители применяют как для активного ила, так и для смеси его с осадком из первичных отстойников; допускается также подача в илоуплотнители иловой смеси из аэротенка. Ниже представлен расчет илоуплотнителей. Расчет производиться по [11].

Необходимый объем илоуплотнителя определяется:

(98)

где qмакс - максимальный часовой приток избыточного активного ила; Т - продолжительность уплотнения (СНиП, табл. 36).

В качестве илоуплотнителей принимаем вторичные радиальные отстойники диаметром D = 18 м, с объемном зоны отстаивания одного отстойника Wз.о. = 788 м3 и объем иловой зоны Wил = 160 м3.

Количество илоуплотнителей:

(99)

Принимаем 2 шт.

Нагрузка на зеркало уплотнителя:

(100)

где R - радиус отстойника, м.

Нагрузка находится в пределах допустимой для радиальных илоуплотнителей (q0 = 0,2-0,5

Расчетный расход уплотненного ила при его влажности 97,3 %:

(101)

Максимальный объем жидкости, отделяющийся в процессе уплотнения:

(102)

1.3.11 Расчет сооружений стабилизации осадков

В результате стабилизации происходит разрушение биоразлагаемой части органического вещества осадков, что обеспечивает их устойчивость к загниванию и частичное обеззараживание. Стабилизация необходима при длительном пребывании осадков на открытых территориях (сушка на иловых площадках, складирование), а так же при использовании их в качестве сельскохозяйственного удобрения без термической сушки.

Стабилизация может осуществляться в анаэробных условиях путем сбраживания осадков в метантенках или в аэробных условиях путем аэрирования осадков в стабилизаторах.

Анаэробное сбраживание применяется для обработки сырого осадка, активного ила, а так же смеси. Сбраживание рекомендуется перед сушкой на иловых площадках, а так же перед обезвоживанием на фильтрах и осуществляется в метантенках в мезофильных или термофильных условиях. Газы брожения используются на энергетические нужды станции, в частности для получения пара, используемого при подогреве метантенков.

Для очистных г.Новотроицка предлагается ввести в эксплуатацию установку для сбраживания осадков - метантенки, так как они являются более совершенными сооружениями для сбраживания осадков. Сокращение сроков сбраживания в них за счет искусственного подогрева приводит к значительному уменьшению объема сооружений.

Разрез метантенков представлен на рисунке 1.8.

Расчет метантенков производиться по [11].

Определяем суточный расход смеси, сырого осадка и уплотненного избыточного активного ила, загружаемого в метантенк.

Расход осадка из первичных отстойников:

(103)

где bобщ - концентрация взвешенных веществ в сточной воде до отстаивания; Э - эффект задерживания взвешенных веществ в первичных отстойниках: Э = 50%; К - коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка при отборе проб для анализа: К = 1,1-1,2.

Рисунок 1.8 Разрез метантенка

1 -- мостик обслуживания; 2-- свеча; 3--газовый колпак, 4--металлическая стремянка; 5--напорный трубопровод инжектора, 6 -- помещение инжектора, 7 -- трубопровод выпуска сброженного осадка (от пяты), « -- трубопровод опорожнения (в кожухе); 9 -- газопровод, 10 -- помещение распределительных камер; 11 -- таль, 12 -- трубопровод для подачи сырого осадка; 13 -- всасывающий трубопровод инжектора, 14-- трубопровод длч выпуска сброженного осадка (от дна); 15 -- помещение насосной установки

Расход избыточного активного ила:

(104)

где Пр - прирост ила в аэротенках; n - коэффициент, учитывающий неравномерность прироста ила в процессе очистки: n - 1,2.

Расход беззольного вещества сырого осадка:

(105)

Расход беззольного вещества избыточного активного ила:

(106)

где Вт - гигроскопическая влажность сырого осадка и ила; принимается 5 - 6 %; Зос и Зил - зольность сухого вещества соответственно сырого осадка и активного ила; в среднем Зос = 27 %, Зил = 25 %.

Расход сырого осадка Vос и избыточного активного ила Vил:

(107)

(108)

где Pос и Pил - влажность соответственно сырого осадка и уплотненного активного ила; - плотность соответственно сырого и уплотненного ила, который для практических расчетов принимать равной 1.

Общий расход смеси, загружаемой в метантенк:

(109)

Средняя влажность смеси:

(110)

Объем метантенка:

(111)

где d - суточная доза загрузки осадка, % принимается по [1], табл. 53.

Так как в сточных водах содержаться ПАВ, проверяем суточную дозу загрузки:

(112)

где С - содержание ПАВ в сухом осадке, С = 5 мг/л, принимаем по табл. 59 С [1]; Р - влажность загружаемого осадка, %; g - предельная допустимая загрузка на единицу рабочего объема метантенков в сутки, принимается для анионных ПАВ в бытовых сточных водах - 65.

Принимаем меньшую дозу суточной загрузки. Принимаем 4 метантенка D = 12,5 м с общим полезным объемом: 4*1000 = 4000 м3.

Выход газа на 1 м3 загружаемого осадка и его состав при термофильном и мезофильном сбраживании для практических расчетов принимается одинаковым и определяется:

(113)

где y - распад беззольного вещества:

(114)

где а - предел сбраживания беззольного вещества загружаемого осадка. Принимается для сырого осадка 53 %, для избыточного активного ила 44 %; Pсм - влажность смеси, загружаемой в метантенк; - плотность газа. Принимается для сырого осадка 27-30, для активного ила 20-25%.

Зольность загружаемой смеси:

(115)

Для смеси сухого осадка и активного ила:

(116)

где n - коэффициент, зависящий от влажности осадка и режима сбраживания, табл. 61 [2], n = 0,52; d - доза суточной загрузки метантенков, табл 59 [1].

Общий выход газа:

(117)

Для хранения газа предусматриваются мокрые газгольдеры, вместимость которого принимается равной 2-4 м выходу газа.

Принимаем 3 - х часовой выход газа:

(118)

Принимаем два типовых однозвеньевых газгольдера диаметром d = 9,3 м3 и влажностью 300 м3.

Влажность осадка, выходящего из метантенков:

 (119)

1.3.12 Расчет иловых площадок с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды

Наиболее простым и распространенным способом обезвоживания осадков является сушка их на иловых площадках с естественным основанием, которые допускается проектировать на естественном основании с дренажем и без дренажа, на искусственном асфальтобетонном основании с дренажем, каскадные с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды, площадки-уплотнители. Для данных очистных предусмотрены иловые площадки на искусственном асфальтобетонном основании.

В районах с климатическим коэффициентом n?1 для очистных сооружений пропускной способность более 10000 м3/сут следует предусматривать иловые площадки с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды [1].

Рисунок 1.9 Иловые площадки

Суточный объем сброженного осадка из метантеноков определяется [11]с учетом уменьшения его объема за счет уплотнения и сбраживания:

 (120)

где Wп - суточный объем осадка, загружаемого в метантенк, м3; a - коэффициент уменьшения объема осадка в результате распада его при сбраживании: a = 2; b - коэффициент уменьшения объема осадка в результате уменьшения влажности с 95 до 90%: b = 2.

Полезная площадъ иловых площадок:

(121)

где 1 - коэффициент увеличения нагрузки принимается по [1].

Принимаем 16 карт с размерами сторон 35Ч35 м.

Полезная площадь карт:

(122)

Общая площадъ иловых площадок, с учетом дополнительной площади, занимаемой валиками, дорогами, составит:

(123)

Высоту оградительных валиков и насыпей для дорог принимаем 2,5 м.

Расход иловой воды составляет 30 % объема обезвоженного осадка:

(124)

Иловая вода направляется в начало очистных сооружений.

1.3.13 Расчет цеха механического обезвоживания осадков

Центрифугирование является высокоэффективным методом обеззараживания осадков, его применение целесообразно для станций пропускной способностью до 50-100 тыс. м3/сут. На данных очистных сооружениях предлагается установить цех механического обезвоживания осадка, так как применение механического центрифугирования имеет ряд достоинств: экономичность и простота процесса, низкая влажность, обезвоженного осадка (кека) и др.

Производительность центрифуг зависит от конкретных условий работы (качество осадков, состав сточных вод, методы предварительной обработки осадка).

Время работы цеха принимается 16-20 ч., остальное время предназначено для технического обслуживания оборудования.

При количестве образующегося осадка =436 м3/сут. к установке принимаем центрифугу: фирмы Alfalaval ALDEС G2-60.

Расчетное количество перерабатываемого центрифугой осадка, м3/сут, составит:

Qос = 1*600 = 600 м3/сут (125)

Влажность исходного осадка (усредненная) составляет Wос=97% (зависит от качества исходных сточных вод, количества и свойств осадка (сырой осадок, активный ил, смесь осадков), способов его предварительной обработки).

Количество сухого вещества осадка, т/сут., определяем по формуле:

т/сут. (126)

Количество кека, полученного в результате центрифугирования, м3/сут, определяем по формуле:

, м3/сут., (127)

мі/сут.

где Wк - влажность выгружаемого из центрифуг кека, %; по результатам экспериментальных данных принимаем Wк=80 %

Для уменьшения времени разделения осадка и снижения влажности твердой фазы предусмотрена подача флокулянта. Приготовление рабочего раствора флокулянта производится на установке приготовления и дозирования флокулянта (проистол, ПАА, зитег). Доза флокулянта определяется в лабораторных условиях опытным путем и прямо зависит от удельного сопротивления осадка. Так, для условий очистных сооружений принято принимать дозу флокулянта 6 кг на 1 т сухого вещества осадка. Это значение примем и в данном расчете. В этом случае необходимое количество флокулянта из расчета 6 кг на 1 т сухого вещества осадка составит:

кг/сут. (128)

При работе цеха t =20 часов расход флокулянта в час равен:

кг/ч. (129)

Необходимое количество флокулянта в год составит:

кг/год = 39,42 т/год (130)

Количество "материнского" раствора 1% концентрации составит:

м3/сут= 10,8:20 = 0,54 м3/час (131)

Количество рабочего раствора 0,15% концентрации составит:

м3/сут = 72:20 = 3,6 м3/ч (132)

Количество рабочего 0,15% раствора флокулянта на 1 м3 осадка составит:

л/м3.сут (133)

1.3.14 Расчет биологических прудов

Биологическая очистка в аэротенках не позволяет снизить показатели загрязнения сточных вод до ПДК, поэтому в качестве доочистки принимаются биологические пруды.Принимаем четыре ступени биологических прудов. Так как БПКполн направляемой на доочистку сточной воды не превышает 25 мг/л, предусматриваем естественную аэрацию прудов. Назначаем эффект очистки по БПКполн на первой ступени составит 7,5 мг/л.

Определяем константу скорости потребления кислорода в летний и зимний периоды для всех ступеней пруда:

 (134)

(135)

Принимаем конструкцию прудов с отношением длины каждой секции к ширине 20:1, следовательно, коэффициент объемного использования равен Klag = 0,85. Определяем продолжительность пребывания стоков в зимний и летний период для всех ступеней:

(136)

1.3.15 Расчет контактных резервуаров

Контактные резервуары предназначены для обеспечения контакта хлора со сточной водой в течение 30 мин. при максимальном ее притоке. Эти резервуары проектируются как первичные отстойники без скребков. На данных очистных применяются горизонтальные контактные резервуары.

В лотках ребристого днища такого резервуара размещаются трубопроводы для технической воды, а посередине днища в каждой секции расположены трубчатые перфорированные аэраторы. В резервуарах может осуществляться непрерывная продувка воды воздухом для насыщения выпадения взвеси.

Объем контактных резервуаров:

W = Qмакс.ч* Т = 3500*0,5 = 1750 м3 (137)

где Т - время контакта в резервуаре или отводящих лотках : Т = 0,5 ч.

Принимаем число двухсекционных резервуаров n = 2.

Длина секции:

L = W/b*H*N*n = 1750/6*3,2*2*2 = 23 м, (138)

где b - ширина секции, м

H - рабочая глубина, м

N - число секций в резервуаре.

Расход воздуха на продувку сточной воды:

V = q0*Q = 0,6*3500 = 2100 м3/ч (139)

где q0 - удельный расход на 1 м3 воды, q0 = 0.6 м3/ м3..

потери напора в резервуаре ориентировочно составляют 0,5-0,6 м.

объем осадка, выпадающего в контактных резервуарах за сутки:

Wос = a*Nпр/1000 = 10,03*162396/1000 = 4,87 м3 (140)

где a - объем осадка, выпадающего в контактных резервуарах при дезинфекции сточных вод жидким хлором, приходящейся на одного человека в сутки: на станциях полной биологической очистки в аэротенках a = 0,03 л.

Влажность осадка - 96%. Обезвоживание его предусматривается без предварительного сбраживания.

1.3.16 Подборка установки ультрафиолета для обеззараживания сточных вод

Широкая распространенность метода УФ - обеззараживания объясняется такими его достоинствами, как:

- универсальность и эффективность воздействия на различные микроорганизмы;

- экологичность, безопасность для жизни и здоровья человека;

- относительно низкая цена;

- невысокие эксплуатационные расходы;

- низкие капитальные затраты;

- простота обслуживания установок.

Рисунок 1.10 Схема ультрафиолетовой установки

Применяем для данных очистных ультрафиолетовую установку серии УОВ - 600СЛ. Компактный базовый модуль для УФ - станций большой производительности от 15000 до 150000 м3/сутки.

Установка обеззараживания воды ультрафиолетом (УОВ) - прибор (устройство), применяемый в различных областях хозяйственной деятельности.

В состав системы бактерицидной установки входит корпус из нержавеющей стали с двумя патрубками для входа и выхода воды. Внутри корпуса расположена защитная кварцевая колба, куда помещена УФ лампа. Количество ламп их мощность и расположение определяют производительность УФ установки и условия ее эксплуатации.

Блок электропитания и управления (БЭУ) работает от сети переменного тока ~220в., 50гц. Питание ламп осуществляется от электронного пускорегулирующего аппарата (ЭПРА). На лицевой панели БЭУ расположены сигнальные лампочки (светодиоды) информирующие о работе УФ ламп.

В схеме контроля степени загрязненности имеется, специальный фотодатчик, селективно настроенный на волну длиной 254 нм., и блок обработки сигнала фотодатчика информирующий о степени загрязненности кварцевых колб. Световая и звуковая сигнализация предупреждает о необходимости чистить кварцевую колбу от налета или заменить уф лампу. Счетчик наработки ламп показывает время работы эксплуатации уф ламп.

Таким образом для решения задач поставленных в дипломном проекте выполнено следующее:

- проведен расчет существующих сооружений - решеток, песколовок, бункерная песка, первичных отстойников, вторичных отстойников, уплотнителей, биологических прудов.

- после реконструкции аэротенков появилась зона нитрификации, для которой просчитана новая аэрационная система и зона динитрификации, для которой были рассчитаны и подобраны мешалки и воздуходувная станция с последующим удалением азота.

- для удаления из сточных вод соединений фосфора рассчитано реагентное хозяйство и определена доза реагента необходимая для добавления во вторичные отстойники.

- для обработки осадка были рассчитаны метантенки и подобраны центрифуги

- для обеззараживание сточных вод произведен подбор установки ультрафиолетового излучения.