Проект цеха очистки сточных вод дрожжевого завода

q_отс = 4,5 ∙ 0,35_. ∙ 3,2^0,8 / (0,1∙100∙3)^{0,5-0,01∙10}=1,025 м³/(м²·ч).

Принимаем вторичный  отстойник с характеристикамипредставленными в таблице 3.7.

Количество отстойников N определяется поформуле (3.66): 

Площадь зеркала отстаивания  одноговертикального отстойникаS_отс = 12,56 м² – по п. 3.3.3.

N = 35,38/(1,025∙ 12,56_.)= 2,75.

Принимаем 1 резервный  отстойник.

Уточняем фактическую продолжительность  отстаиванияТ_ф, ч, поформуле (3.68):

Т_ф = 3∙ 43,96 / 35,38 =3,73 ч.

Определяем расход циркулирующего активного илаq _ц,м³/ч,поформуле (3.70):

q_ц= 0,43·35,38= 15,2 м³/ч.

Определяем расход избыточного  активного ила q_и, м³/ч,поформуле (3.71):

Принимаем С = 7500 мг/л.

q_и=96,63·35,38/7500 = 0,46 м³/ч = 10,9 м³/сут.

W_и = W_{зоны ос}.

Т_и = 9,96·3/(15,2+ 0,46)= 1,91 ч.

Таким образомвремя пребывания ила в иловой зоне отстойниковТ_и, ч, не превышает 2ч.

Определяем конечную концентрацию взвешенных веществ в очищенной воде после вторичного отстойника IступениС_вв2, мг/л, по формуле (3.40):

Э = 65%.

С_вв2 = 42,88 - 42,88·0,65 = 15 мг/л.

Определяем средний  суточный расход сточных вод после  вторичного отстойника q₂, м³/сут, по формуле (3.72):

q₂ = 849,1 - 10,9 = 838,2 м³/сут.

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

Принимаем снижение БПК  в отстойнике: β = 10%.

БПК₃= 15·0,1 = 1,5 г О₂/м³.

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

БПК₂= 15 - 1,5 = 13,5 г О₂/м³.

3.4 Расчет сооружений  и установок для обработки  осадков

3.4.1 Расчет илоуплотнителя

Рассчитываем необходимый  объем илоуплотнителяW, м³, по [3] с.28:

W=q_макс.0·T,(3.73)

где Т – продолжительность  уплотнения;

q_макс.0 – максимальный часовой приток избыточного активного ила, м³/ч.

Т = 11 ч – по [3] с.28.

Определяем максимальный часовой приток избыточного активного  илаq_макс.0, м³/ч, по формуле:

q_макс.0 =q_иI + q_иII,                 (3.74)

q_макс.0= 40,6 + 10,9 = 51,5 м³/сут = 2,15 м³/ч.

В качестве илоуплотнителей  выбираются радиальные или вертикальные отстойники.

W= 2,15·11= 23,6 м³.

Выбираем типовой вертикальный отстойник по [3] таблица 29 приложения, основные размеры которого приведены  в таблице 3.9.

Таблица 3.9 - Основные размеры типового вертикального отстойника

Номер типового проекта	Отстойник	Диаметр, м	Строительная высота, м		Пропускная способность, м3/ч, при времени отстаивания 1,5 ч
			Цилиндрической части	Конической части
902-2-19	первичный	4	4,1	1,8	31

Рассчитываем количество илоуплотнителейN по [3] с.28:

N = W/W_з.о;        (3.75)

где W_з.о– объем зоны отстаивания, м³.

Рассчитываем объем  зоны отстаиванияW_з.о, м³, по  формуле:

W_з.о = (Н_ц - 0,4)·π·D²/4,                          (3.76)

W_з.о = (4,1 - 0,4)∙3,14·4²/4 = 46,5 м³.

N = 23,6/46,5 =0,51≈1.

Принимаем 1 резервный  илоуплотнитель.

Рассчитываем нагрузку на зеркало уплотнителя q₀, м³/(м²/ч),по [3] с.28:

q₀=q_макс.0/N∙π∙R²                      (3.77)

где R – радиус отстойника, м. 

q₀ = 2,15/1∙3,14∙2²= 0,18 м³/(м²/ч).

Рассчитываем среднюю  влажность смеси избыточного  активного ила и осадка из первичного отстойника ω_ср, %, по формуле:

ω_ср = (q_иI·ω_I + q_иII·ω_II)/(q_иI + q_иII),                              (3.78)

где ω_I – влажность избыточного ила из аэротенка-смесителя, %;

ω_II– влажность избыточного ила из аэротенка-вытеснителя, %.

Принимаемω_I= 99,8%,ω_II= 99,6%.

ω_ср = (40,6·99,8 + 10,9·99,6)/(40,6 + 10,9) = 99,76 %.

Рассчитываем расход уплотненного ила при его влажности 97,3%q_у,м³/ч,по [3] с.28:

q_у = q_макс.0·(100-  99,76)/(100- 97,3),                          (3.79)

q_у = 2,15·(100- 99,76)/(100-97,3)=0,19 м³/ч = 4,59м³/сут.

Рассчитываем объем  жидкости, отделяющийся в процессе уплотненияq, м³/ч, по [3] с.28:

q = q_макс.0·(99,76- 97,3)/(100-97,3),                            (3.80)

q = 2,15∙(99,76- 97,3)/(100 - 97,3) = 1,959м³/ч = 47м³/сут.

3.4.2 Расчет фильтра-пресса

Рассчитываем рабочую  площадь фильтров-прессов F, м², по [3] с.34:

F = w·(100 - ω)·1000/(100·Q·T),                               (3.81)

где w – расход подаваемого на обезвоживание осадка, м³/сут;

ω – влажность осадка подаваемого на обезвоживание, %;

Q – пропускная способность фильтра-пресса, кг/(м²·ч);

T – время работы фильтра-пресса, ч.

Рассчитываем расход подаваемого на обезвоживание осадкаw, м³/сут, по формуле:

w = w_ос + w_ос.б+q_у,                                            (3.82)

w = 5,615 + 4,471 + 4,59 = 14,676 м³/сут.

Рассчитываем влажность  осадка подаваемого на обезвоживаниеω, %, по формуле:

ω = (w_ос·ω₁ + w_ос.б·ω₂+ q_у·ω_ил)/(w_ос + w_ос.б + q_у),      (3.83)

где ω₁ – влажность осадка из первичного отстойника, %;

ω₂ – влажность осадка из биореактора, %;

ω_ил – влажность уплотненного ила, %.

ω₁  = 95%,ω_II= 94%, ω_ил = 97,3%.

ω = (5,615·95 + 4,471·94 + 4,59·97,3)/(5,615 + 4,471 + 4,59) = 95,42%.

Q = 15 кг/(м²·ч) – по [3] с.34; Т = 24 ч – по [3] с.34.

F = 14,676·(100 - 95,42)·1000/100·15·24 =1,87 м².

По площади поверхности  фильтрования принимаем по [3] приложений 1 рабочий и 1 резервный фильтр-пресс  с характеристиками, представленными  в таблице 3.10.

Таблица 3.10 – Технические характеристики фильтра-пресса

Марка фильтр-пресса	Площадь поверхности  фильтрования, м2	Напор, м	Число фильтрующих плит, шт.	Ширина фильтрующей  ткани, мм
ФПАКМ-2,5У	2,5	120	6	700-750

 

Рассчитываем расход кекаw_к, м³/сут, по [3] c.35:

w_к = w·(100 - ω)/(100 -ω_к),                               (3.83)

где ω_к– влажность кека, %.

ω_к = 50%– по [3] с.35.

w_к = 14,676·(100 – 95,42)/(100 – 50) = 1,34 м³/сут.

Рассчитываем расход образующегося фильтрата q_ф, м³/сут, по [3] с.35;

q_ф = w - w_к,                                                (3.84)

q_ф = 14,676 – 1,34 = 13,33 м³/сут.

3.5 Расчет газгольдера

Принимается, что 0,45 м³ биогаза выделяется с 1 кг снятого БПК. В данном случае снимается 3,3703 кг БПК/м³.

Рассчитаем общий выход  газа Г_общ, м³/сут, по формуле:

Г_общ= Q_г·q_ср.сут,                                           (3.85)

где   Q_г – выход газа на 1 м³загрязненной сточной воды: Q_г = 3,3703·0,45= 1,52 м³

Г_общ= 1,52·894,2 = 1359,2 м³/сут.

Рассчитываем вместимость  мокрого газгольдера на  трехчасовой  выход газа W_газ, м³, по [3] с.31:

W_газ = Г_общ·3/24,                                            (3.86)

W_газ = 1359,2·3/24 = 113,27 м³.

По вместимости газгольдера  принимаем его по [3] приложений с  параметрами представленными в  таблице 3.11.

 

Таблица 3.11 – Основные параметры мокрого газгольдера

Вместимость газгольдера, м3	Внутренний диаметр, мм		Высота, м			Подъем купола, мм
	резервуара	колокола	газгольдера	резервуара	колокола
100	7400	6600	6210	3450	3240	443

Рассчитываем число  газгольдеров N по формуле:

N= W_газ /W,                 (3.87)

где W – вместимость типового газгольдера, м³.

N= 113,27/100 = 1,13 ≈ 2 газгольдера.

3.6 Расчет песковой  площадки

Рассчитываем годовой  объем песка, задерживаемый в  песколовке, w_год, м³/год, по [4] c.22:

w_год = 365·w_ос,                                              (3.88)

w_год = 365·0,18 = 65,7 м³/год.

Рассчитаем рабочую  площадь песковой площадки S_р, м², по[4] c.22:

S_р = w_год/h_год,                                              (3.89)

где h_год – годовая нагрузка на площадки, равная не более 3 м³/(м²·год).

S_р = 65,7/2,5 = 26,28 м².

Рассчитаем общую площадь  песковой площадки S_общ, м², по [4] c.22:

S_общ = 1,2·S_р,                                             (3.90)

S_общ = 1,2·26,28 = 31,54 м².

3.7 Подбор насосов

Выбор плунжерных насосовпроизводим по расходу перекачиваемой жидкости или воды по [9]. Технические характеристики насосов представлены в таблице 3.12.

Таблица 3.12 – Технические  характеристики насосов

Количество насосов	Количество резервных насосов	Марка	Q, л/ч	Назначение насоса
1	2	3	4	5
Продолжение таблицы 3.12
1	2	3	4	5
1	1	НД 2,5 250/6,3	250	Осадок из первичного отстойника
6	3	НД 2,5 6300/3,2	6300	Вода в биореактор после первичного отстойника
1	1	НД 2,5 250/6,3	250	Осадок из биореактора
3	1	НД 2,5 6300/3,2	6300	Перекачка ила из вторичного отстойника I ступени
4	2	НД 2,5 4000/4	4000	Перекачка ила из вторичного отстойникаII ступени
1	1	НД 2,5 250/6,3	250	Для перекачивания уплотненного ила
2	1	НД 2,5 1000/4	1000	Для перекачивания надиловой воды

3.7 Подбор емкостей

Рассчитываем необходимый объем емкостей V, м³, по формуле:

V=q_ср.ч.∙T / K_зап,(3.91)

где  T – время сбора, ч, не > 0,5 ч;

K_зап – коэффициент заполнения, равен 0,85-0,9.

1.Рассчитываем необходимый  объем емкости для сбора сточной воды после первичного отстойника:

V = 37,26_.∙0,417/0,85 = 18,28 м³.

2.Рассчитываем необходимый объем емкости для сбора осадка:

V= 0,61_.∙0,417/0,85 = 0,3 м³.

Подбираем вертикальные емкости с коническим днищем по [7]. Основные параметры приведены в таблице 3.13.

Таблица 3.13 – Основные размеры емкостей

Объем номинальныйV, м3	Диаметр внутренний Dв, м	Длина цилиндрической части  корпусаl, м
20	2600	3200
0,32	600	1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Баланс материальных  потоков 

Название сооружений	Приход				Расход
	Вода,  м3/сут	Осадок, м3/сут	Взвешенные вещества, мг/л	БПКполн, мг/л	Вода,  м3/сут	Осадок, м3/сут	Взвешенные вещства, мг/л	БПКполн, мг/л
Приемная камера	900	-	600	6000	900	-	600	6000
Решетка с ручной чисткой	900	-	600	6000	900	-	600	6000
Песколовка	900	-	600	6000	899,82	0,18	480	5580
Усреднитель	899,82	-	480	5580	899,82	-	480	5580
Первичный отстойник	899,82	-	480	5580	894,2	5,615	210	4185
Анаэробный биореактор	894,2	-	210	4185	889,73	4,471	122,5	814,72
Аэротенк-смеситель с  регенератором	889,73	-	122,5	814,72	889,73	-	122,5	244,42
Вторичный отстойник I ст.	889,73	-	122,5	244,42	849,1	40,6	42,88	207,76
Аэротенк-вытеснитель  с регенератором	849,1	-	42,88	207,76	849,1	-	42,88	15
Вторичный отстойник II ст.	849,1	-	42,88	15	838,2	10,9	15	13,5
Илоуплотнитель	-	51,5	-	-	47	4,59	-	-
Фильтр-пресс	-	14,676	-	-	13,33	1,34	-	-