Водно-экологический анализ водопользования города и промышленных предприятий (с населением 106,745 тыс. чел.)

2.3 Определение требуемой степени очистки сточных вод на очистные сооружения

На очистную станцию поступает сток в объеме 28905,8 м³/сутки или 0,334 м³/с или 334 л/с с концентрациями загрязнений – взвешенные вещества b_en=366,1 мг/л и БПК L_en=327,6 мг/л. Сброс сточных вод в реку допускается только после предварительной очистки. 

Состав  канализационных очистных сооружений (КОС) выбирается на основании расчета  требуемой степени очистки сточных  вод. Требуемая степень очистки  сточных вод зависит от концентрации данного вида загрязнений в речной воде, от конструкции выпуска сточных  вод в водоем и следовательно  от коэффициента смешения сточных вод  с речной водой в месте выпуска.

В проекте  принят русловой выпуск с коэффициентом  выпуска К=1,5.

Характеристика  реки, в которую сбрасываются сточные  воды:

• расход реки Q_r=13 м³/с;
• скорость реки v_r=0,24 м/с;
• глубина реки h_r=1,5 м;
• содержание взвешенных веществ b_r= 18 мг/л;
• показатель загрязнения по БПК L_r =1,56 мг/л;
• содержание кислорода О₂=5,69 мг/л;
• средняя температура реки t =17 ºС;
• расчетный створ находится на расстоянии от места выпуска по прямой 0,8 км и по фарватеру 0,9 км.

Коэффициент смешения определяется по формуле с  помощью программы Mathcad Professional:

a =

где  е – основание натурального логарифма е = 2,72;

α – коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения и определяется по формуле:

;

где – коэффициент извилистости реки, определяемый через расстояния от места выпуска сточных вод до расчетного створа по прямой L_пр и по фарватеру L_ф , в м.

ξ – коэффициент, зависящий от места сброса сточных вод в водоем, ξ = 1 – у берега;   

  Е – коэффициент турбулентной диффузии.

;

V_ср   – средняя скорость течения реки, м/с;

_.Н_ср – средняя глубина реки, м;

Q_r – расход реки 95-% обеспеченности, м³/с;

q_w – расход сбрасываемой сточной воды, м³/с.

а = 0,203.

По величине коэффициента смешения, а = 0,203 произведен расчет требуемой степени очистки сточных вод.

  Согласно  санитарным требованиям предельно  допустимое содержание взвешенных  веществ в воде, сбрасываемой в водоем определяется по формуле:

, мг/л;

где b_ex – допустимая концентрация взвешенных веществ в очищенном стоке, мг/л;

Р – допустимое увеличение концентрации взвешенных веществ в водоеме после сброса сточных вод для первого вида водопользователей

P = 0,25 мг/л;

 b_r – концентрация взвешенных веществ в воде водоема до сброса сточных вод,  мг/л;

 b_ex  = 21,29 мг/л.

  Концентрация  загрязнений в сточных водах,  удовлетворяющая санитарным требованиям  при сбросе их в водоем определяется  по формуле:

 

 L_ex  – БПК_полное очищенных сточных вод;

L_r – БПК_полное речной воды до места сброса сточных вод;

L_np.дon. – предельно допустимое значение БПК полное смеси речной и сточной воды в расчетном створе, L_np.дon. =3;

К_w, К_r  – константы скорости потребления кислорода сточной и речной воды,  К_w= 0,15; К_r  =0,1;

Т – продолжительность течения речной воды от места выпуска сточных вод до расчетного створа:

 Lex = 36,44 мг/л.

На основании  этих расчетов в водоем допускается  сбрасывать очищенный сток с концентрациями загрязнений: взвешенные вещества b_ex=21,29 мг/л и БПК L_ex=36,44 мг/л. В соответствии с требованиями СНиП 2.03.04-85 сточные воды, в состав которых входит хозяйственно-бытовой сток, должны пройти полную биологическую очистку, которая снижает концентрации загрязнений по взвешенным веществам и по БПК до 15 мг/л.

2.4 Выбор канализационных  очистных сооружений

Выбор канализационных  очистных сооружений зависит от требуемой  степени очистки сточных вод  и производительности очистных станций. В состав КОС входят следующий  цеха:

• цех механической очистки – для очистки сточных вод применяются методы процеживания и отстаивания;
• цех биологической очистки – в виду того, что производительность станции <15 000 м³/сутки, принимаем сооружения полной биологической очистки сточных вод с аэротенками. В состав очистной станции также входит преаэратор, так как L_en больше 300 мг/л;
• цех по обеззараживанию сточных вод;
• цех по обработке осадка.

Схема канализационных  очистных сооружений представлена на Лист 1.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В проекте  рассмотрены вопросы водоснабжения  и водоотведения города с населением 106,745 тыс. жителей. В городе находится два района с различной степенью санитарного благоустройства зданий, а также расположены два промышленных предприятия. В районе А: плотность населения составляет 135 чел/га, здания оборудованы здания оборудованы  центральным водоснабжением, душевыми. В районе В: плотность населения составляет 175 чел/га, здания оборудованы  центральным водоснабжением, душевыми и ваннами, оборудованными душами.

Среднесуточное  водопотребление города составляет 29831,4 м³/сутки. Город снабжается водой из поверхностного источника со следующими  характеристиками: средний расход реки Q_r = 13 м³/сутки, средняя скорость реки v_r= 0,24 м/с, средняя глубина реки h_r= 1,5 м, концентрация загрязняющих веществ по БПК L_r= 1,65 мг/л, концентрация взвешенных веществ b_r= 18 мг/л, среднее содержание кислорода в воде О₂= 5,69 мг/л, средняя температура воды 17 °С, расчетный створ находится на расстоянии от места выпуска сточных вод по прямой 0,8 км, по фарватеру 0,9 км. В проекте принят водозабор берегового типа.

Водозаборное  сооружение, очистные сооружения и  насосные станции расположены вверх  по течению реки на расстоянии 3 км от границы жилой застройки (см. Лист А1). В проекте произведена трассировка кольцевой водопроводной сети. В разделе «Водоотведение города» произведена трассировка самотечной канализационной сети и выбрано месторасположение канализационных очистных сооружений (см. Лист А1). На канализационные очистные сооружения поступает сток в объеме 26601,6 м³/сутки с концентрациями загрязняющих веществ: взвешенные вещества b_en= 366,1 мг/л и по БПК L_en= 327,6 мг/л.

В проекте  произведен расчет требуемой степени  очистки сточных вод перед  выпуском их в водоем. В результате расчета определены концентрации загрязнений, которые допустимы при  сбросе сточных вод в водоем: взвешенные вещества b_ех= 21,29 мг/л  и показатель БПК L_eх= 36,44 мг/л.

На основании  выше изложенного построена схема  канализационных очистных сооружений полной биологической очистки с  аэротенками.

Проект  выполнен в соответствии с заданием на проектирование и действующими на территории Республики Беларусь строительными  нормами и правилами.