Разработка и обоснование технологической схемы городских канализационных очистных сооружений

     Высота над уровнем моря основных островов невской дельты составляет 2 - 3 метра, а западных, обращенных к морю, - 1 - 2 метра. Материковая часть территории Санкт-Петербурга находится на высоте до 4 метров над уровнем моря, но отдельные ее участки имеют высоту от 6 до 24 метров.

     Территория Санкт-Петербурга на протяжении 35 километров непосредственно примыкает к Финскому заливу. Площадь залива - 30 тысяч квадратных километров, ширина у западных границ Ленинградской области - 130 километров и глубина – 60 - 70 метров. Самая мелководная часть залива - Невская губа, между баром Невы (морской частью дельты) на востоке и островом Котлин на западе. Длина Невской губы - 21 километр, наибольшая ширина - 15 километров, а глубина - всего 3 - 5 метров. Невский бар состоит из многочисленных отмелей, образованных наносным илом и прорезанных шестью фарватерами.

     По обилию вод Санкт-Петербург занимает одно из первых мест среди городов мира. Общая протяженность всех водотоков на территории города - 282 километра, а их водная поверхность составляет 7% всей площади. Основа водной системы города - река Нева, ее длина от Шлиссельбургской губы Ладожского озера до устья, при впадении Большой Невы в Невскую губу, - 74 километра.

     Расстояние от истока до устья Невы по прямой - 45 километров. Протекая по равнинной Приневской низменности, Нева имеет невысокие берега, в среднем около 3 - 6 метров, в пределах города 2 - 3 метра. Общая высота падения реки всего 4 метра. Средняя скорость течения воды в стрежне Невы - около 0,8 - 1,1 метра в секунду. Преобладающая глубина Невы в городе – 8 - 11 метров, а наибольшая - 24 метра.

     Большая часть водоемов на территории Санкт-Петербурга - протоки, притоки и каналы Невы. В настоящее время на территории Санкт-Петербурга насчитывается 93 реки, речки, протока, свыше 20 каналов, более 100 озер и прудов. В своих низовьях Нева, разделяясь многочисленными островами на большое количество крупных и мелких рукавов, соединенных протоками и каналами, образует невскую дельту площадью 83 квадратных километра.

     Почти все водотоки, за исключением Невы, ее рукавов и протоков, утратили свое прежнее транспортное значение и теперь используются для вывода сточных вод и для технических нужд.

 

 

 

 

 

2 Определение  расчетных параметров очистных  сооружений

     Для определения требуемой степени очистки сточных вод перед выпуском их в водоем и для гидравлических и технологических расчетов отдельных очистных сооружений канализации должны быть определены расчетные параметры очистной станции – характерные расчетные расходы, концентрации загрязнений в сточных водах, эквивалентное и приведенное население.

 

     2.1 Расходы бытовых сточных вод от населения

     Средний суточный расход определяется по формуле (2.1.2):

  (м3/сут),                                                                               (2.1.1) где n – норма среднесуточного водоотведения на одного жителя, (л/сут) [1, табл. 2].

     Среднечасовой  расход в сутки среднего водоотведения рассчитывается по формуле (2.1.2):

(м3/ч).                                                                                              (2.1.2)

     Средний секундный  расход рассчитывается по формуле (2.1.3):

(дм3/с).                                                                                         (2.1.3)

     Максимальный  суточный расход рассчитывается по формуле (2.1.4):

(м3/сут),                                                                      (2.1.4) где Kсут – коэффициент суточной неравномерности [1, п. 3.2].                                                    

     Максимальный  часовой расход рассчитывается по формуле (2.1.5):

(м3/ч),                                                                                (2.1.5)

где Kобщ – общий коэффициент неравномерности притока бытовых сточных вод принимается в зависимости от среднего секундного расхода [1, табл. 3].

     Максимальный  секундный расход рассчитывается по формуле (2.1.6):

(дм3/с).                                                                                    (2.1.6)

 

     2.2 Расходы сточных вод от промышленных предприятий

     Средний суточный  расход

Qсут = 62000  (м3/сут).                                                                                                                      

     Средний часовой  расход за сутки рассчитывается по формуле (2.2.1):

(м3/ч).                                                                                                 (2.2.1)

   

 Таблица 2.2.1 – Приток  сточных вод от промышленных  предприятий в городскую канализацию  по часам суток.

Часы суток	Приток, (м3)
0 - 1	2380
1 – 2	2580
2 – 3	2380
3 – 4	2380
4 – 5	2180
5 – 6	2180
6 – 7	2100
7 – 8	2100
8 – 9	3090
9 – 10	4100
10 – 11	3600
11 – 12	3080
12 – 13	2580
13 – 14	2580
14 – 15	2380
15 – 16	2380
16 – 17	2580
17 – 18	2770
18 – 19	2580
19 – 20	2580
20 – 21	2380
21 – 22	2380
22 - 23	2380
23 - 24	2280

   

 Средний часовой расход  в смену наибольшего водопотребления рассчитывается по формуле (2.2.2):

(м3/ч),                                                                                              (2.2.2)

где Qмакс.см = 23790 м3/см (табл. 2.2.1, первая смена от 8 до 16 часов); T – продолжительность смены, включая обеденный перерыв.

     Максимальный  часовой расход (табл. 2.2.1)

Qмакс.ч = 4100  (м3/ч).

     Средний секундный  расход за сутки рассчитывается по формуле (2.2.3):

(дм3/с).                                                                                                         (2.2.3)

     Средний секундный  расход в смену наибольшего  водопотребления рассчитывается по формуле (2.2.4):

(дм3/с).                                                                                                        (2.2.4)

     Максимальный  секундный расход рассчитывается по формуле (2.2.5):

(дм3/с).                                                                                                 (2.2.5)

 

     2.3 Суммарные расходы сточных вод

     Средний суточный расход рассчитывается по формуле (2.3.1):

Qср.сут = 75000 + 62000 = 137000  (м3/сут).                                                                                        (2.3.1)

     Средний часовой  расход в сутки среднего водоотведения рассчитывается по формуле (2.3.2):

Qср.ч = 3125 + 2974 = 6099  (м3/ч).                                                                                                      (2.3.2)

     Средний секундный  расход в сутки среднего водоотведения рассчитывается по формуле (2.3.3):

qср = 868 + 718 = 1586  (дм3/с).                                                                                                           (2.3.3)

     Максимальный  суточный расход рассчитывается по формуле (2.3.4):

Qмакс.сут = 82500 + 62000 = 144500  (м3/сут).                                                                                     (2.3.4)

     Максимальный  часовой расход рассчитывается по формуле (2.3.5):

Qмакс.ч = 3725 + 4100 = 7825  (м3/ч).                                                                                                   (2.3.5) 

     Максимальный  секундный расход рассчитывается по формуле (2.3.6):

    (дм3/с).                                                                                              (2.3.6)

     Расчетный расход сточных вод, поступающих на очистные сооружения общесплавной канализации, определяется по формуле (2.3.7):

Qрасч = Qсух + n0Qсух + Qдожд = 1694 + 1271 = 2965  (дм3/с),                                                            (2.3.7)                                                                                                                                                                

где Qсух – расход сточных вод в сухое время года; n0Qсух – расход дождевых вод, поступающих на очистные сооружения; Qдожд – расход дождевых вод с площадей стока после ливнеспуска.

     Расход сточных  вод в сухое время года рассчитывается по формуле (2.3.8):

Qсух = Qбыт + Qпр = 868 + 826 = 1694  (дм3/с).                                                                                    (2.3.8)

     Расход дождевых вод, поступающих на очистные сооружения рассчитывается по формуле (2.3.9):

n0Qсух = 0,75 · 1694 = 1271  (дм3/с),                                                                                                    (2.3.9)

где n0 – коэффициент разбавления на ливнеспуске. При отсутствии данных для расчета допускается принимать  n0 = 0,5 – 1,0 [1, п. 3.33]. Принимаем n0 = 0,75.

     Расход дождевых  вод с площадей стока после  ливнеспуска Qдожд = 0.

 

     2.4 Концентрация взвешенных веществ

     В хозяйственно-бытовых сточных водах рассчитывается по формуле (2.4.1):

(г/м3),                                                                                            (2.4.1)

где 65 – масса взвешенных веществ на одного жителя, г/сут [1, табл. 26].

     В сточных  водах промышленных предприятий (по технологическому заданию):

bпр = 410  (г/м3).

     В общем  стоке рассчитывается по формуле (2.4.2):

(г/м3),                                                   (2.4.2)

где Qбыт, Qпр – средние суточные расходы соответственно бытовых и производственных сточных вод, м3/сут; bбыт, bпр – концентрации взвешенных веществ в бытовых и производственных сточных водах, г/м3.

 

     2.5 БПКполн

     В хозяйственно-бытовых сточных водах рассчитывается по формуле (2.5.1):

(г/м3),                                                                                           (2.5.1)

где 40 – БПКполн осветленной сточной жидкости на одного жителя, (г/сут) [1, табл. 26].

     В производственных сточных вода (по технологическому заданию):

Lпр = 125  (г/м3).

     В общем  стоке рассчитывается по формуле (2.4.2):

  (г/м3).                                                  (2.5.2)

 

     2.6 Содержание нефтепродуктов

     В производственных сточных водах:

Cпр = 25  (г/м3).

     В общем  стоке рассчитывается по формуле (2.6.1):

  (г/м3).                                                                           (2.6.1)

 

     2.7 Содержание синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ)

     В хозяйственно-бытовых  сточных водах рассчитывается по формуле (2.7.1):

  (г/м3),                                                                                        (2.7.1)

где 2,5 – масса СПАВ на одного жителя, (г/сут) [1, табл. 26].

     В производственных сточных вода (по технологическому заданию):

Kпр = 18  (г/м3).

     В общем  стоке рассчитывается по формуле (2.7.2):

  (г/м3).                                                   (2.7.2)

 

     2.8 Концентрация загрязнений в общем стоке, поступающем на очистку

     Взвешенные  вещества рассчитывается по формуле (2.8.1):

  (мг/дм3).                                                                                    (2.8.1)

     БПКполн рассчитывается по формуле (2.8.2):

  (мг/дм3).                                                                                       (2.8.2)

     Нефтепродукты рассчитывается по формуле (2.8.3):

  (мг/дм3).                                                                                    (2.8.3)

     СПАВ рассчитывается по формуле (2.8.4):

  (мг/дм3).                                                                                                     (2.8.4)

 

     2.9 Приведенное население

     По взвешенным  веществам рассчитывается по формуле (2.9.1):

  (чел).                                                               (2.9.1)