Проект цеха очистки сточных вод дрожжевого завода

Принимаем n = 2.

Определяем площадькаждогоотделенияпесколовкиF, м², по [4] с.20:

F = 3600·q_макс.с/(n·q₀),(3.16)

где q_макс.с – максимальныйсекундныйрасходсточныхвод, м³/с;

q₀ – нагрузканапесколовкуповодепримаксимальномпритоке.

q₀= 90-130 м³/(м²·ч).

F = 3600·0,026/(110·2) = 0,52 м².

Рассчитываем диаметркаждогоотделенияD, м, по [4] с.20:

D= ,                                                  (3.17)

D =

= 0,814 м.

Рассчитываем глубину h₁, м,ивысотубункера (конуснойчасти) песколовкиh₂по [4] с.20:

h₁ = D/2,                                                     (3.18)               

h₂= ,                                                (3.19)

h₁ = 0,814/2 = 0,408 м,

h₂ =

= 0,704 м.

Рассчитываем полную строительную высоту песколовкиH_стр, м, по [4]с.20:

Н_стр= h₁ + h₂ + 0,5,                                              (3.20)

Н_стр= 0,407 + 0,705 + 0,5 = 1,612 м.

Рассчитываем количество удаляемого песка из песколовки в  соответствии с рисунком 3.1

 

q₁=900м³/ч                                            q₂=?

С_вв1=600 г/м³С_вв2=?

q₃=?

С_вв3=?

Рисунок 3.1 – Удаление песка из песколовки

Средний суточный расход:

q_ср.сут = q₁= 900 м³/сут.

Принимаем снижение ВВ в  песколовке: α = 20%.

Влажность песка 60%.

Плотность песка: ρ_песка=1500 кг/м³

Определяем массу песка m_песка, кг/сут, по формуле:

m_песка=q_ср.сут·b_пр·α,  (3.21)

m_песка = 900·600·0,2 = 108000 г/сут = 108 кг/сут.

Определяем массу влажного песка M_песка, кг/сут:

M_песка = 108·100/40=270 кг/сут.

Рассчитываем объем  удаляемого влажного песка w_песка, м³/сут, по формуле:

w_песка=M_песка/ρ_песка,                                           (3.22)

w_песка= 270/1500=0,18 м³/сут.

Рассчитываем среднесуточный расход после прохождения песколовки q₂, м³/сут, по формуле:

q₂=q₁-w_песка,  (3.23)

q₂= 900 - 0,18=899,82м³/сут.

Рассчитываем количество ВВушедших в осадок С_вв3, г/м³, по формуле:

С_вв3= α·b_пр,                                               (3.24)

С_вв3 =0,2·600=120 г/м³.

Рассчитываем количество ВВ, которые остались в сточной  воде С_вв2, г/м³, по формуле:

С_вв2=b_пр-C_вв3, (3.25)

С_вв2= 600 -120 = 480 г/м³.

Принимаем снижение БПК в песколовке: β = 7%.

БПК₃=L_пр·β,                                              (3.26)

БПК₃=6000·0,07=420г О₂/м³.

БПК₂=L-БПК₃,(3.27)

БПК₂=6000 -420=5580 гО₂/м³.

Рассчитываем периодмеждувыгрузкамиосадкаизпесколовокT_ос, сут, по [4]с.20:

Т_ос = n·π·D²·h₂/(12·w_{песка сут}),                                  (3.28)

Т_ос = 2·3,14·0,814²·0,705/(12·0,18) = 1,36 сут.

3.2.4 Расчет усреднителя

Существенноеуменьшениеобъемаочистныхсооруженийистоимостиочисткидостигаетсяспомощьюусреднениярасходасточныхводиконцентрациизагрязнителей. Усреднениепозволяетрассчитыватьвсепоследующие сооружениятехнологическойцепочкиненамаксимальные, анасредние значенияпараметровстока.

Расчитываемусреднитель  расхода сточной воды.

Объем усреднителя определяется исходя из графика притока сточных  вод и требуемой степени усреднения по расходу. Для практических расчетов можно принимать время усреднения 4-8ч.

Объем усреднителя , м³, по [3] с.12:

W_p=(4-8)∙q_ср.ч,     (3.29)

W_p= 7∙ 37,5= 262,5 м³.

По полученному объему выбирается усреднитель по [3] таблица 9 приложения. Основные показатели усреднителя приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Основные показатели усреднителя

Рабочий объем, м3		Число усреднителей	Размеры, мм
Макс.	Мин.		Общая ширина секций	Длина секций	Ширина секций	Глубина воды	Ширина сборного лотка
400	300	1	18000	15000	3000	1500	800

3.2.5Расчет первичного  вертикального отстойника с нисходяще-восходящим  потоком

Первичные отстойники применяются  перед сооружениями биологической  очистки для выделения из сточных  вод взвешенных веществ до их допустимого содержания.

Определяем  значение гидравлической крупности u₀, мм/с, по [4] с. 41:

u₀ =1000·K·H / α ·T∙(K ∙H / h )ⁿ,                 (3.30)

где K – коэффициент  использования объема проточной  части отстойника;

H – глубина проточной  части в отстойнике, м;

α – коэффициент, учитывающий  влияние температуры воды на ее вязкость;

Т – продолжительность  отстаивания, с;

h– глубина слоя, м; 

n– показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения.

К = 0,65 – по [4] таблица 4.3, с.42; Н = 3,2 м – по [4] таблица 4.3, с.42;при температуре воды 28°С α= 0,84 – по [3] таблица 6, с.15; Т = 1200 с – принимаем по[2]; h = 0,5 м;n = 0,25 – принимаем по [2].

u₀ =1000·0,65·3,2/0,84·1200∙(0,65 ∙3,2 /0,5)^0,25= 1,445 мм/с.

Принимаем стандартный  диаметр отстойника D, равный 4 м, затем рассчитываем количество отделений отстойников n по[4] с. 45:

n = q_ср.ч/1,41·K·D^2·u₀,                                             (3.31)

где q_ср.ч–средний часовой расход сточных вод, м³/ч.

n = 37,5/1,41·0,65·4^2·1,445 =1,77 ≈ 2

Принимаем 1 резервный  отстойник.

Определяем диаметр D_п, м, и высоту кольцевой перегородки Н_п, м, по [4] с.45:

D_п= D ;                                                    (3.32)

Н_п = 2·Н/3.                                                   (3.33)

D_п= 4

= 2,83 м;

Н_п = 2·3,2/3 = 2,13 м.

Определяется общая  высота цилиндрической части отстойника H_ц, м, по [4] с.45:

Н_ц = Н + Н₂ + Н₃,                                               (3.34)

где H₂– высота нейтрального слоя между низом отражательного щита и слоем осадка, м;

H₃– высота борта отстойника, м.

H₂ = 0,3 м; H₃= 0,5 м.

Н_ц = 3,2 + 0,3 + 0,5 = 4 м.

Рассчитываем высоту конусной части отстойника H_к, м, по [4] с.44:

Н_к = 0,5·D·tgα,                                                 (3.35)

где α– угол наклона конического  днища, равный 50-60º.

Н_к = 0,5·4·tg50° = 2,38 м.

Рассчитываем общую  высоту отстойника H_общ, м, по [4] с.44:

Н_общ = Н_ц + Н_к,                                                   (3.36)

Н_общ = 4 + 2,38 = 6,38 м.

Рассчитываем объем отстойной части отстойника, W_{отст.части}, м³, по формуле:

W_{отст.части} = (Н_ц - 0,5)· π·D²/4,                                      (3.37)

W_{отст.части} = (4 - 0,5)· 3,14·4²/4 = 43,96 м³.

Рассчитываем объем  зоны осадка отстойника, W_{зоны ос}, м³, по формуле:

W_{зоны ос} = 1/3·Н_к·π·D²/4,                                       (3.38)

W_{зоны ос} = 1/3·2,38·3,14·4²/4 = 9,96 м³.

Определяем суточное количество осадка, задерживаемое в  отстойниках w_ос, м³/сут, по [4] с.43:

w_ос =q_ср.сут·(C_вв1 – C_вв2)/((100 - P)·ρ·10⁴),                        (3.39)

где q_ср.сут– суточный расход сточных вод, м³/сут;

С_вв1 – начальная концентрация взвешенных веществ, поступающих в отстойник, мг/л;

С_вв2 – конечная концентрация взвешенных веществ в очищенной воде, мг/л;

Р– влажность удаляемого осадка, равная при самотечном удалении 95%;

ρ–плотность осадка, равная 1 г/см³.

Определяем конечную концентрацию взвешенных веществ в  очищенной водеС_вв2, мг/л, по формуле:

С_вв2 = С_вв1 - С_вв1·Э,                          (3.40)

где Э – эффект осветления в отстойнике, равный 65%.

С_вв2 = 480 - 480·0,65 = 168 мг/л.

w_ос =899,82·(480 – 168)/((100 - 95)·1·10⁴) = 5,615 м³/сут.

Объем иловой камеры отстойника из расчета накопления в нем осадка за период T=8 ч определяем по [3] с.15:

W_ос = b_пр·q_ср.ч·T·Э/((100 - P)·10⁴·n·ρ),                            (3.41)

W_ос = 480·37,49·8·0,65/((100 - 95)·10⁴·2·1) = 0,938 м³.

Определяем массу осадка m_ос, кг/сут, по формуле:

m_ос=q_ср.сут·b_пр·Э,                                           (3.42)

m_ос = 900·480·0,65 = 280800 г/сут = 280,8 кг/сут.

Определяем массу влажного осадка M_ос, кг/сут, по формуле:

M_ос = w_ос·ρ·1000,                                           (3.43)

M_ос = 5,615·1·1000 = 5615 кг/сут.

Рассчитываем средний  суточный расход после прохождения  отстойникаq₂, м³/сут, по формуле:

q₂=q₁-w_ос,                                            (3.44)

q₂ = 899,82 - 5,615 = 894,2 м³/сут.

Рассчитываем количество снятого в первичном отстойнике БПК₃, г О₂/м³, по формуле (3.26):

Принимаем снижение БПК  в отстойнике: β = 25%.

БПК₃=5580·0,27=1506,6г О₂/м³.

Рассчитываем количество БПК₃, г О₂/м³, на выходе из отстойника по формуле (3.27):

БПК₂=5580 -1506,6=4073,4 гО₂/м³.

Определим ХПК, кг/м³, сточной воды прошедшей отстойник по формуле:

ХПК = БПК₂/0,63,                                             (3.45)

ХПК = 4073,4/0,63 = 6466 кг/м³.

3.3Расчет сооружений  биологической очистки сточных  вод

3.3.1 Расчет гибридногобиореактора

Рассчитываем требуемый  объем гибридногобиореактораW, м³,  по [3] с.23:

W = q_ср.сут·(ХПК_а - ХПК_t)/Q·φ, (3.46)

где ХПК_а– значение ХПК исходных сточных вод, кг/м³;

ХПК_t – значение ХПК сточных вод, прошедших стадию анаэробной очистки, кг/м³;

Q – производительностьбиореактора , кг ХПК/м³·сут;

φ – коэффициент заполнения анаэробного биореактора.

Q = 20 кг ХПК/м³·сут – по [8];φ = 0,8.

W = 894,2·(6,466 – 1,293)/20·0,8 = 288,6 м³.

Биореактор подбираем  как вертикальный емкостной аппарат  со сферической крышкой и коническим днищем [6]. Принимаем 6 биореакторов с  характеристиками представленными  в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Размерные  характеристики биореактора

Объем номинальный, м3	Внутренний диаметр D, мм	Высота биореактораL, мм	Высота цилиндрической части l, мм	Площадь внутренней поверхности, м2
	α = 90°
50	3200	7344	4700	71,1

Определяем БПК, г О₂/м³, сточной воды, прошедшей анаэробную очистку по формуле:

БПК = 0,63·ХПК_t,                                          (3.47)

БПК = 0,63·1293 = 814,72г О₂/м³.

Принимаем, что концентрация взвешенных веществ в сточной  воде после анаэробного биореактора  равна 122,5 мг/л.

Рассчитаем количество образовавшегося осадка, w_ос.б, м³/сут, по формуле:

w_ос.б = 0,005·q_ср.сут,                                              (3.48)

w_ос.б = 0,005·894,2 = 4,471 м³/сут.

Рассчитываем средний  суточный расход после прохождения  биореактораq₂, м³/сут, по формуле (3.44):

q₂ = 894,2 - 4,471 = 889,73 м³/сут.

3.3.2 Расчет аэротенка-смесителяс  регенератором

При проектировании аэротенков с регенераторами продолжительность  окисления органических загрязняющих веществ t₀, ч, определяется по [3] с.20:

t₀=(L_a- L_t)/(R_i·a_r·(1-s)·ρ),(3.49)                  

где L_a – БПК поступающей в аэротенк сточной воды, г О₂/м³;

L_t – БПК очищенной воды, г О₂/м³;

R_i – степень рециркуляции активного ила;