Водоотведение и очистка сточных вод города Московской области
непосредственно за песколовками и предназначаются для выделения взвешенных
веществ из сточной воды, что при достигаемом эффекте осветления 40-60%
приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40%
исходного значения.
Во избежание повышенного прироста избыточного активного ила в
аэротенках остаточная концентрация взвешенных веществ в осветленной сточной
воде после первичных отстойников не должна превышать 100-150 мг / л.
Горизонтальные отстойники представляют собой прямоугольные в плане
резервуары, разделенные продольными перегородками на несколько отделений, в
которых поток осветляемой воды, распределяемый по ширине сооружения с
помощью лотка с впускными отверстиями, движется горизонтально в направлении
водослива сборного канала, расположенного с противоположного торца
отстойника.
Выпадающий по длине отстойника осадок перемещается скребком в
расположенные на входе в сооружение иловые приямки, откуда под
гидростатическим напором выгружается в самотечный трубопровод с последующим
его отводом на перекачивающую насосную станцию. Всплывающие нефтемасляные и
жировые вещества собираются в конце сооружений в жиросборный лоток, из
которого также самотеком отводятся на перекачку.
Достоинствами горизонтальных отстойников являются их относительно
высокий коэффициент использования объема и достигаемый эффект осветления
воды по взвешенным веществам – 50- 60%; возможность их компактного
расположения и блокирования с аэротенками.
Расчет горизонтального отстойника
Расчет состоит в определении размеров рабочей части отстойника
Расчет производим по необходимому эффекту осветления:
Э = ,
где Ссмвв – содержание взвешенных веществ в сточных водах,
поступающих в отстойник, Ссмвв = 230мг,л;
150 – содержание взвешенных веществ в сточной воде после
первичных отстойников, мг/л;
Э = (230 – 150) 100%/230 = 35%
Ширину отстойника определяем по формуле
Bset =,
где qmax – максимально секундный расход сточных вод,
qmax = 0,347м3/с;
n – количество секций отстойника, n = 4шт;
Hset – рабочая глубина отстойной части, Hset =2,5м;
Vw – скорость рабочего потока, принимаем Vw = 0,006м/с;
Bset = = 5,8м
Ширина рабочей части должна быть в пределах
Bset = 2Hset – 5Hset = (5 – 12,5)м, (табл. 31 /1/).
Принимаем Bset = 6м.
Уточним скорость потока:
Vw = = = 0,0058м/с.
Скорость должна находиться в пределах 0,005 – 0,01м/с, (табл. 31
/1/).
Определяем длину отстойника по формуле
L = ,
где Kset – коэффициент использования объема проточной части
отстойника, Kset = 0,5 (табл. 31 /1/);
Vtb – вертикальная турбулентная составляющая, определяемая
в зависимости от скорости по табл. 32 /1/,
Vtb=0,0000008м/с;
U0 – гидравлическая крупность взвешенных частиц, м/с;
Гидравлическая крупность определяется по формуле
U0 = ,
где tset – продолжительность отстаивания, соответствующая
заданному эффекту очистки и полученная в
лабораторном
цилиндре в слое h1 = 0,5м; tset
= 1155c (табл.30 /1/);
n2 – показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в
процессе осаждения, n2 = 0,17 (черт.2 /1/);
U0 = 1000 0,5 2,5/(1155(0,5 2,5/0,5)0,17 = 0,93мм/с.
L = 0,0058 2,5/(0,5(0,00093 – 0,0000008) = 33,4м.
Принимаем L = 33м.
8.2. Сооружения для биологической очистки сточных вод.
8.2.1. Аэротенки.
В процессе биологической очистки сточных вод в аэротенках растворенные
органические вещества, а также неосаждающиеся тонкодиспергированные и
коллоидные вещества переходят в активный ил, обусловливая прирост исходной
биомассы. Вновь образованный активный ил отделяется от очищенной воды
только вместе с исходным илом, количество которого в аэротенке
поддерживается в определенных пределах, и, следовательно, увеличение
биомассы за счет ее прироста в аэротенке должно сопровождаться выводом
соответствующего количества биомассы из системы биологической очистки.
Расчет аэротенка
Принимаем:
. дозу ила в аэротенке ai=3г/л;
. иловой индекс Ii =80см3/г;
. концентрацию растворенного кислорода CО2 =2 мг/л.
Рассчитаем степень рециркуляции активного ила по формуле 52 /1/:
Ri= = =032
БПКполн с учетом разбавления рециркулирующим расходом определяется по
формуле 51(1):
Lmix = ==177,6 мг/л
где Len -БПКполн поступающий в аэротенк сточной воды, Len =229,7
мг/л
Lek - БПКполн очищенной воды. Lek =15 мг/л
Продолжительность обработки сточной воды а аэротенке определяется по
формуле 56(1):
tat= * = * =1,6 ч
Принимаем tat = 2 часа в соответствии с примечанием 2 к формуле 49/1/
Доза ила в регенераторе определяется по формуле 55/1/.
ar = = = 7,7 г/л
Удельная скорость окисления определяется по формуле 49/1/ при дозе ила:
Р= ==15,7 мг/г ч
где Рmax -максимальная скорость окисления Рmax =85 мг/г ч
(табл..40/1/)
CO2 -концентрация растворенного кислорода CO2 =мг/л;
Kl -константа, характеризующая свойства органических
загрязняющих веществ Kl=33 мг/л (табл. 40/1/);
K0 -константа, характеризующая влияние кислорода
K0=0,625 мг/л (табл. 40/1/);
( -коэффициент ингибирования продуктами распада активного
ила (=0,07 л/г (табл. 40/1/)
Продолжительность окисления загрязнений определяется по формуле 54 /1/:
t0= = =7,9 ч
Продолжительность регенерации определяется по[pic] [pic]формуле:
tч = t0 - tat
t0 с поправкой на температуру:
t0 = t0= * 7,9=8,5 ч.
Tч=8,5-2=6,5 ч
Расчетная продолжительность обработки вод
ta-r = tat (1+Ri)+tr Ri= 2(1+0,32)+6,5*0,32=4,72 час
Расчетный расход как среднечасовой приток за время обработки воды (7
час) в часы максимального расхода с 7 до 18 часов составляет:
Qср = 6,09+6,03+5,85+5,49+5,2+4,86+4,63=5,45% в сут
Расчетный расход qw =0,0545*20526,6=1118,7 м3/час
Объем аэротенка находим по формуле 58 /1/
Wat = tat (1 +Ri) qw = 2 (1 + 0,32) 1118,7 =2953,4 м3
Объем регенератора определяем по формуле 59 /1/
Wr = tr Ri qw =6,5 0,32 1118,7 = 2326,9 м3
Общий объем определяем по формуле:
Wa-r = Wat + Wr = 2953,4 + 2326,9 = 5280,3 м3
Средняя доза ила в системе, аэротенк-регенератор:
ai ср = = = 5,0 г/л
Нагрузка на 1г без зольного вещества ила по формуле 53 /1/:
qi = = = 312 м/ г сут
Объем аэротенка составит
Wa-r = 2 * 4 ,5 * 4,4 * 2 * 67 =5306,4 м3
Фактическая продолжительность обработки воды:
ta-r факт = = =4,7 ч
Отношение ( lcor / Ba = 2,67 /4,5 = 30
Удельный расход воздуха определяем по формуле;
qair = ,
где qo -удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой
БПКполн,
принимаемый при очистке до БПКполи = 15 мг/л равной ….qo=
1,1
K1– коэффициент, учитывающий тип аэратора, для
среднепузырчатой
аэрации K1=0.75
K2– коэффициент, зависящий от глубины погружения
аэраторов
ha = 4 м, K2= 2,52
Kt– коэффициент, учитывающий температуру сточных вод,
которую определяют по формуле:
Kt =1+0,02 (Tw –20) = 1+0,02 (15-20) =0,9
где – Tw- среднемесячная температура воды за летний период,
Tw =15(C
K3 – коэффициент качества воды, принимаемый для городских
сточных вод K3= 0,85
Ca - растворимость кислорода воздуха в воде, определяемая по
формуле.
Ca = (1+ ) CT = (1+ ) 10,2 = 12,2 мг/л,
где ha – глубина погружения аэратора ha = 4 м
CT -растворимость кислорода в воде, в зависимости от температуры
и атмосферного давления, CT= 10 мг/л
Co – средняя концентрация кислорода в аэротенке, Co = 2 мг/л.
qair = = 24 м3/м3 очищаемой воды
Интенсивность аэрации:
I = = = 18,2 м3/м2ч
Общий расход воздуха:
qair = == 20785,2 м3/ч
8.2.2. Вторичные отстойники.
Вторичные отстойники являются составной частью сооружений биологической
очистки, располагаются в технологической схеме непосредственно после
биоокислителеЙ и служат для выделения активного ила из биологически
очищенной воды, выходящей из аэротенков, или для задержания биологической
пленки, поступающей с водой из биофильтров.
Горизонтальные вторичные отстойники выполняются с шириной отделения 6 и
9 м, что позволяет их блокировать с типовыми аэротенками, сокращая при этом
площадь, занимаемую очистными сооружениями. Для сгребания осевшего
активного ила к иловому приямку в горизонтальных отстойниках используют
скребковые механизмы цепного или тележечного типов.
Расчет вторичного отстойника
Максимально часовой расход сточных вод:
qmax = = =1283 м3 /ч,
где Кобщ– коэффициент общей неравномерности, Кобщ= 1,5
Вторичные отстойники, устраиваемые после аэротенков, рекомендуется
рассчитывать по нагрузке:
qssa= ==1,4 м3/м2 ч,
где–Kss -коэффициент использования объема зоны отстаивания,
принимаемый для горизонтальных отстойников, Kss= 0,45.
Ii - иловой индекс, Ii = 71,2 см3/ч
ai- концентрация активного ила в аэротенке, ai= 3 г/л.
at – концентрация ила в осветленной воде, at.= 15 мг/л.
Hget - глубина отстойника, принимаем Hget.= 2,5 м
Площадь одной секции, при n= 4
F = == 229 м2
Ширину одной секции принимаем B = 6м. При этом длина отстойника
составит:
L= = 38 м
8.3.Сооружение глубокой доочистки.
Сточные воды после полной биологической очистки на очистных
сооружениях имеют следующие показатели.
БПКполн = 15 мг/л, взвешенные вещества 15 мг/л.
Эти показатели не соответствуют «правилам охраны поверхностных вод от
загрязнений сточными водами. В связи с этим предусмотрена глубокая
доочистка сточных вод на барабанных сетках и песчаных фильтров.
Эффект очистки после барабанных сеток:
. по БПКполн = 10%
. по взвешенным веществам = 20%
Концентрация загрязнений:
БПКполн = 15*0,9= 13,5 мг/л
Взвешенные вещества = 15* 0,8= 12 мг/л
Эффект очистки после фильтров:
. по БПКполн = 40%
. по взвешенным веществам = 50%
Концентрация загрязнений в сточных водах:
БПКполн = 13,5*0,6 = 8 мг/л
Взвешенные вещества = 12* 0,5 =6 мг/л.
Это вполне обеспечивает высокий эффект очистки сточных вод, т.к.
необходимая степень очистки сточных вод с учетом их разбавления речной
водой.
. по БПКполн = 96%, допустимая концентрация LстБПК = 9,15 мг/л
. по взвешенным веществам – 97,1%
. предельное содержание взвешенных веществ в сточной воде m= 6,72 мг/л
8.3.1.Барабанные сетки
Барабанные сетки принимаем по среднечасовому расходу
Qср.час= 1118,7 м3/ч
Принимаем 1 рабочую барабанную сетку типа БСБ Q=1050 м3/час, с
типоразмером 1,5*3,7. Предусматриваем 1 резервную.
8.3.2.Фильтры
Песчаные фильтры открытые с нисходящим потоком (однослойные
мелкозернистый с подачей воды сверху вниз) и низким отводом промывной
воды. Загрузка - кварцевый песок.
Д = 1,5 : 1,7 мм, h= 1,3 м
Поддерживающие слои гравия:
d= 20 – 40 мм, h= 250 мм
d= 10 – 20 мм, h= 150 мм
d= 5-10 мм, h= 50 мм
d= 2-5 мм, h= 200 мм
В нижней зоне фильтра в гравийном слое располагается водная и
воздушная распределительная системы из стальных дырчатых труб.
Суммарная площадь фильтров:
Fср = ,
где Q – производительность очистной станции, Q= 20528,6 м3/сут
K- коэффициент общей неравномерности, К= 1,5
Т - продолжительность работы станции в течении суток, Т =
24 часа
vф - скорость фильтрования, vф = 7 м/ч
m – расход воды на промывку барабанных сеток учитывает
коэффициент, m = 0,003
W1 - интенсивность первоначального взрыхления верхнего слоя
загрузки продолжительностью t1= 2 мин = 0,033ч,
W1= 18 л/(см2),
W2 - интенсивность подачи воды с продолжительностью водо-
воздушной
промывки t2 = 8 мин = 0,13 ч; W2= 3л/м3с
W3 - интенсивность промывки продолжительностью t3 = 6 мин = 0,1
часа, W2 = 6 л/см2
tu- продолжительность простоя фильтра из-за промывки, tu = 0,33
ч.
n – количество промывок, n=1.
Fср = =193 м2
Число фильтров определяем по эмпирической формуле Д.М. Минца.
Nф = 0,5 = 0,5 = 6,9 шт.
Принимаем Nф= 7 шт.
Площадь одного фильтра
F = = = 27,5 м2
Размеры фильтра в плане 5,5*5 м
Принимаем число фильтров, находящихся на ремонте Np = 1. Тогда
скорость фильтрования воды при форсированном режиме:
V = = = 8,2 м/с
Рассчитываем распределительную систему фильтров:
Количество промывной воды, необходимой для одного фильтра:
qпр = F * W3 =27.5* 6 =165 л/с
Диаметр коллектора распределительной системы находим по скорости
входа промывной воды (рекомендуется Vкол= 1…1,2 м/с)Д = 400 мм,V = 1,13
м/с.
Принимаем расстояние между ответвлениями распределительной системы
m= 0,3 м.
Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление, будет равна
(при наружном диаметре коллектора d = 450 мм)
fотв= ( 5-0,45 ) * 0,3 = 1,4 м2
Расход промывной воды, поступающей через одно ответвление:
qотв= fотв * W3 =1,4 * 6 = 8,2 л/сек
Диаметр труб ответвлений принимаем 65 мм, vотв= 1,66 м/с (скорость
входа воды в ответвление ).
Для обеспечения 95% (обеспеченности) равномерности промывки фильтра
промывная вода должна подаваться под напором в начало распределительной
системы.
Напор определяем по формуле:
Ho = 2,91*ho + 13,5 = [pic]=6,7 м,
где ho – высота загрузки фильтра песком,ho= 1,3 м.
Расход промывной воды, вытекающей через отверстие в
распределительной системе:
qпр = ( ((о ,
где ( – коэффициент расхода (для отверстий) (= 062;
((о - общая площадь отверстий
((о = qпр / ( = 0,165 /0,62 * = 0,02 м2
При dотв= 10 мм площадь одного отверстия (о= 0,78 см2
Общее количество отверстий.
n = ((о / (о = 200/ 0,78 =256 шт.
Общее число ответвлений на каждом фильтре:
5,5 / 0,3= 18 штук
Число отверстий, приходящееся на каждое ответвление:
256/18= 14 шт.
При длине каждого ответвления Lотв= 5 – 0,45 = 4,55 м расстояние
между отверстиями равно:
Lотв= = = 0,325 м
Произведем расчет сборных отводных желобов фильтра. Принимаем два
желоба с треугольным основанием.
Расстояние между желобами – не более 2,2 м.
Расход промывной воды, приходящейся на один желоб:
qж = = =82,5 л /с= 0,082 м/с
Ширина желоба
B =K ,
где К – коэффициент для желоба с треугольным основанием, К = 2,1
а - отношение высоты треугольной части желоба к половине
его
ширины, а= 1,0
B = 2,1 = 0,44 м
Высота треугольной части желоба равна:
X= 0,5 B=0,5 * 0,44 = 0,22 м;
Высота прямоугольной части желоба будет следующей:
h1=1,5X= 1,5 * 0,22 = 0,33 м.
С учетом толщины стенок б= 0,8 см, строительные размеры желоба
будут:
В = 44 + 1,6 = 45,6 см
H = 33 + 22 + 0,8 = 55,8 см.
Площадь поперечного сечения желоба в месте его примыкания к сборному
каналу определяем по формуле Д.М. Минца:
( = 1,73 = 1,73 = 0,12 м2
Наименьшее превышение кромки желоба над уровнем воды в нем составит 8
см.
Высота кромки над уровнем загрузки равна:
(hж = + 0,3 = + 0,3 =0,625м,
где l- относительное расширение фильтрующей загрузки, l= 25%.
Расстояние от низа желоба до верха загрузки фильтра будет равно:
0,625 – 0,558 = 0,067м
8.4. Сооружения для обработки осадка сточных вод
8.4.1.Песковые площадки
Песковые площадки предназначены для просушки осадка, идущего с
песколовок. Количество песка, задерживаемого в песколовке за сутки, равно
Woc= 1,42 м3/ сут. Соответственно, количество песка за год составит:
Wгод = 365 * 1,42 = 518,3 м3/год
Рассчитаем общую площадь песковых площадок по формуле:
F= = = 173 м2
где Азагр - годовая загрузка песка на площадке, Азагр.= 3 м3/м 2.
Определим площадь карты, если количество карт n= 4
Fk = = = 43,25 м2
Принимаем размер карты 6х7м
8.4.2.Аэробный стабилизатор
Метод аэробной стабилизации заключается в длительном аэрировании
осадка в сооружениях типа аэротенках (стабилизаторах).
Этот метод наиболее применим к случаю с избыточным илом.
Аэробная стабилизация – это сложный биохимический процесс, в
результате которого происходит распад (окисление) основной части
органических беззольных веществ осадка. Оставшееся органическое вещество
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
|