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