Очистка сточных вод

К₃=0,7 – коэффициент качества воды;

К_т-коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который следует определять по формуле

 

, где 

 

Т_W=20,5^oC – среднемесячная температура воды за летний период;

С_а- растворимость кислорода воздуха в воде, определяемая по формуле:

 

, где 

 

С_Т=9,02 мг/л – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, принимаемая по [2].

39) в соответствии с [2] принимаем аэротенк-вытеснитель с регенератором 2-ой ступени: назначаем 2 секции двухкоридорного аэротенка (типовой проект № 902-2-195)с шириной каждого коридора 4,5м; длиной 36м, рабочей глубину 4,5 м и объемом каждой секции 1040м³. Общий объем аэротенков 2-ой ступени 2080м³. Под регенератор отводится 50% от объема аэротенка 1040м³.

 

 

 

 

 

4.8 Вторичный отстойник для смешанных СВ.

 

1) в соответствии с [1] найдем  гидравлическую нагрузку,

 

, где

 

K=0.4 – коэффициент использования объема зоны отстаивания , принимаемый для радиальных отстойников;

Н_Р=3,2м – рабочая высота отстойника;

I=120см³/г – иловый индекс;

a_t=50мг/л – концентрация активного ила в осветленной воде;

2. площадь живого сечения , должна быть не менее:

 

  

3. диаметр отстойника должен быть не менее:

 

4. установим 1 радиальный отстойник D=18м, тогда площадь живого сечения отстойника будет равна:

 

5)  в соответствии с [2] скорость на половине радиуса,

 

6) в соответствии с [1] высота слоя загрузки Н₁=500мм=0,5м

7. в соответствии с [1] коэффициент использования объема для радиальных отстойников К=0,45.

8) определим вертикальную турбулентную составляющую, исходя из того, что скорость оседания частиц в соответствии с [2]

 

9) диаметр отстойника должен быть не менее:

 

= =16,8м.

 

10) следовательно, в соответствии с [3] выбираем 1 типовой радиальный отстойник D=18м, Н_р=3,7м.

11) в соответствии с [2] теоретическое время осветления сточной воды, t, ч, равно:

 

,

где V- объем отстойника, м³.

12) в соответствии с [2] масса уловленного осадка равна, G_сух, т/сут:

 

,

 

где Q=24108 м³/сут – максимальный среднесуточный расход сточных вод с учетом часового коэффициента неравномерности подачи сточных вод в коллектор;

Э=0,60 – эффективность очистки;

=161,5мг/л –  концентрация взвешенных веществ на входе в отстойник;

К=1,2 – коэффициент, принимаемый  в соответствии с [2].

13) найдем плотность осадка, т/м³,  образовавшегося в отстойнике:

 

, где

 

=3 т/м³-плотность твердых частиц, оседающих на дно отстойника;

=1 т/м³-плотность воды;

, где W=98% - первоначальная влажность осадка.

 

14) найдем объем уловленного осадка, , при плотности осадка =1,01 т/м³ 

 

     

 

15) в соответствии со СНиП 20403-85 высота накопления осадка у внешней стенки отстойника Н₂=0,3м и возвышение борта отстойника под кромкой сборно-кольцевого водослива Н₃=0,5м.

16) найдем общую высоту отстойника: Н=Н₁+Н₂+ Н₃=4,2 м.

17) в соответствии с [2] максимальный секундный расход СВ на 1 отстойник,

 

  

 

18) пусть скорость течения воды в трубопроводе , тогда в соответствии с [1] диаметр трубы (по ширине сборного устройства в лотках b=500мм). Уклон лотка i=0.001.

19) найдем расход воды в конце каждого полукольца лотка,

 

 

20) в соответствии с [2] найдем критическую глубину воды в конце каждого полукольца при свободном сливе воды,

 

=0,2м, где

g =9.81м/с²- ускорение свободного падения.

21) в соответствии с [1] производительность одного отстойника

 

, где

 

К=0,45 – коэффициент использования  объема для радиальных отстойников.

22) в соответствии с [2] объем выпускаемого осадка из одного отстойника , из условия, что выгрузка осадка производится 1 раз в смену, равен:

 

,

 

где n = 2- количество отстойников.

 

23) в соответствии с [2] для обеспечения выпуска осадка за 1 час его расход, , должен быть не менее:

 

 

 

24) в соответствии с [2] скорость движения осадка в трубопроводе должна быть не менее . Тогда диаметр трубопровода для отвода осадка , должен быть:

 

 =0,122м=122мм

25) в соответствии с [1] диаметр трубопровода для удаления осадка следует принимать не менее 200мм. Следовательно, примем d_ос=200мм.

26) при скорости расход по трубопроводу будет равен:

 

 

27) найдем время выгрузки осадка,

 

 

 

28) концентрация взвешенных веществ на выходе из отстойника =64,6мг/л. Следовательно, необходима доочистка до концентраций взвешенных веществ <20мг/л

29) концентрация БПКполн на выходе из отстойника с учетом эффективности очистки в отстойнике Э=20%

 

 

Следовательно, доочистки по БПКполн  не требуется.

 

 

4.9 Доочистка. Барабанные сетки.

 

1. площадь фильтровальной поверхности  , должна быть не менее:

 

,

где К₁=1,04 – коэффициент, учитывающий увеличение производительности за счет очистки промывной воды;

К₂=0,63 – коэффициент, учитывающий площадь погружаемой поверхности барабана (при погружении барабана на 0,7D);

T=24ч – время работы барабана в сутки;

V_ф=20 м/ч – скорость фильтрации.

2. в соответствии с типоразмерами барабанных сеток назначим 4 барабанные сетки с площадью фильтрации F=22м², имеющих характеристики:

а) типоразмер: 3х45;

б) производительность:2,1 м³/ч;

в) число поясов барабана: 5

г) скорость вращения барабана: 1,7 об/мин

д) мощность электродвигателя: 3 квт

е) мощность бактерицидной лампы: 3,6 кВ

ж) масса 3,8т

з) габариты: 6375х3156х4240

3) концентрация взвешенных веществ в очищенной воде после барабанных сеток =19,38мг/л (при эффективности очистки Э=70%)

 

4.10 Флотационный илоуплотнитель для осадка из вторичных отстойников

 

1. суммарный расход уловленного осадка из вторичных отстойников равен:

 

,

где =176,73 м³ – объем уловленного осадка во вторичном отстойнике 1-ой ступени биологической очистки;

 =138,6 м³ -  объем уловленного осадка во вторичном отстойнике 2-ой ступени биологической очистки.

2. в соответствии с [2] принимаем, что при 30-минутном разрежении высота флотируемого слоя составляет 77%, а слоя разреженного осадка – 23% от общей высоты слоя загрузки. Следовательно, гидравлическая нагрузка на зеркало воды уплотнителя , , будет равна:

 

,

 

где =0,23 – доля слоя разреженного осадка;

=1,4м – высота флотатора,  принимаемая в соответствии с  [2].

=10мин- время разрежения флотируемого  слоя.

3) общая масса осадка из двух  вторичных отстойников равна:

 

, где

¹=3,57т/сут – масса образовавшегося сухого вещества во вторичном отстойнике 1-ой ступени биологической очистки;

¹=2,8т/сут – масса образовавшегося сухого вещества во вторичном отстойнике 2-ой ступени биологической очистки.

4) в соответствии с [1] примем концентрацию ила С=4,5 г/л

5) согласно рекомендациям [3] принимаем:  давление воздуха во флотаторе  р=0,4МПа,; степень насыщения воздухом f_н=0,6; температура рабочей среды t=15^oC, рабочая глубина флотатора h=1.4м, что соответствует гидростатическому давлению 0,9МПа. Рабочее давление воздуха р_а=0,4+0,09=0,49 МПа.

6) в соответствии с номограммой  [2] «Растворимость воздуха в активном иле в зависимости от давления и температуры» при снижении давления от 0,49 МПа до 0,1 МПа объем растворимого воздуха .

7) в соответствии с [2]  конечный объем воздуха с учетом степени насыщения f_н=0,6 будет равен:

 

8) в соответствии с [2] необходимое содержание воздуха в иловой смеси находим по формуле:

 

9) найдем объем рециркуляционного  потока, насыщенного воздухом

 

10) общий расход, поступающий во  флотатор     

11) в соответствии с [2] площадь флотатора, , должна быть не менее:

 

12) диаметр флотатора должен  быть не менее:

 

13. в соответствии с [3] выбираем 1 стандартный флотатор диаметром D=6м (один флотатор будет находиться в резерве)
14. в соответствии с [3] конечная влажность уплотненного осадка должна быть W= =95%.
15. выполним пересчет объема осадка :

 

 

16. в соответствии с [2] масса сухого вещества осадка в метантенке будет:

 

 

 

4.11 Метантенки для сбраживания избыточного ила

 

1. в метантенки направляется осадок после илоуплотнителя. Масса осадка равна =6,5т/сут
2. найдем расход осадка по беззольному веществу, , т/сут.

, где 

 

=5% - гигроскопическая влажность  осадка в соответствии с [2]

=25%- зольность сухого вещества  осадка в соответствии с [2]

3. найдем плотность осадка т/м³, после уплотнения (влажность осадка составляет W=95%)

, где

 

=3 т/м³-плотность твердых частиц, оседающих на дно отстойника;

=1 т/м³-плотность воды;

, где W=95% - влажность осадка.

 

4) найдем объем уловленного осадка, , при плотности осадка =1,03 т/м³ 

 

     

 

5) в соответствии с [2] объем  смеси фактической влажности  ,

 

6) найдем суточную дозу загрузки  осадка в метантенк при влажности  смеси 95% в соответствии с  [1] с учетом мезофильного режима сбраживания: Д=8%.

 

7) в соответствии с [2] требуемый объем метатенка, , должен быть не менее:

 

 

 

5. согласно [1] принимаем 2 типовых метантенка проекта №902-2-227 диметром D=12.5м с полезным объемом резервуара V=1000м³.

 

 

4.12 Метантенки для осадков из первичных отстойников

 

1. осадок из первичных отстойников направляем в метантенк для сбраживания.
2. масса сухого вещества из первичных отстойников равна =2,13+2,65=4,78т/сут
3. найдем расход осадка по беззольному веществу, , т/сут.

, где 

 

=5% - гигроскопическая влажность  осадка в соответствии с [2]

=30%- зольность сухого вещества осадка в соответствии с [2]

4. плотность осадка т/м³, без уплотнения (влажность осадка составляет W=97%)

, где

 

=3 т/м³-плотность твердых частиц, оседающих на дно отстойника;

=1 т/м³-плотность воды;

, где W=97% - влажность осадка.

 

 

 

5) найдем объем уловленного осадка, , при плотности осадка =1,02 т/м³ 

 

     

 

6) в соответствии с [2] объем смеси фактической влажности ,

 

7) найдем суточную дозу загрузки осадка в метантенк при влажности смеси 97% в соответствии с [1] с учетом мезофильного режима сбраживания: Д=10%.

 

8) в соответствии с [2]  требуемый объем метатенка, , должен быть не менее:

 

 

9. согласно [1] принимаем 2 типовых метантенка проекта №902-2-227 диметром D=12.5м с полезным объемом резервуара V=1000м³.

 

4.13 Гидроциклоны для осадков первичных отстойников

 

1) в соответствии с        устанавливаем гидроциклон с  внутренними устройствами.

2) в соответствии с        рассчитаем гидравлическую нагрузку, , по следующей формуле:

 

 

, где

 

К=1,98 – коэффициент, принимаемый для гидроциклонов с конической диафрагмой и внутренним цилиндром.

и_о=0,32мм/с – гидравлическая крупность частиц, попадающих в гидроциклон.

3) объем осадка в гидроциклоне  равен: 

4) площадь основания гидроциклона  должна быть не менее:   

 

5. диаметр гидроциклона должен быть не менее:

.

 

4.14 Гидроциклоны для осадков первичных отстойников

 

1) в соответствии с        устанавливаем гидроциклон с внутренними устройствами.

2) в соответствии с        рассчитаем гидравлическую нагрузку, ,  по следующей формуле:

 

 

, где

 

К=1,98 – коэффициент, принимаемый  для гидроциклонов с конической диафрагмой и внутренним цилиндром.

и_о=2,7мм/с – гидравлическая крупность частиц, попадающих в гидроциклон.

3) объем осадка в гидроциклоне  равен: 

4) площадь основания гидроциклона  должна быть не менее:   

 

6. диаметр гидроциклона должен быть не менее:

.

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе курсового проектирования была разработана функциональная и принципиальная гидравлическая схемы очистки бытовых  и производственных стоков, исходя из исходных загрязняющих веществ и их концентраций в сточных водах. Далее, используя различные литературные источники и нормативные документы,  были рассчитаны основные параметры аппаратов очистки, в частности были использованы «Строительные правила и нормы». Также к курсовому проекту прилагается общий вид метантенка, в котором происходит сбраживание осадков.