Разработка и обоснование технологической схемы городских канализационных очистных сооружений

     По БПКполн рассчитывается по формуле (2.9.2):

  (чел).                                                               (2.9.2)

 

     2.10 Определение степени смешения и разбавления сточных вод в водоеме у расчетного створа (на 1 километр выше по течению от ближайшего пункта водопользования)

     Коэффициент смешения a определяется по методу В.А. Фролова и И.Д. Родзиллера рассчитывается по формуле (2.10.1):

,                                                                                     (2.10.1)

где e – основание натурального логарифма; α – коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения.

     Коэффициент, учитывающий гидравлические факторы  смешения рассчитывается по формуле (2.10.2):

,                                                                                                   (2.10.2)

где φ – коэффициент извилистости; ζ = 1 – для берегового выпуска; E – коэффициент турбулентной диффузии.

     Коэффициент  извилистости рассчитывается по формуле (2.10.3):

                                                                                                                       (2.10.3)

     Коэффициент  турбулентной диффузии рассчитывается по формуле (2.10.4):

                                                                                                          (2.10.4)

     Кратность  разбавления перед расчетным  пунктом водопользования рассчитывается по формуле (2.10.5):

                                                                                                (2.10.5)

     С целью  повышения коэффициента смешения  применяем рассеивающий фильтрующий  струйный выпуск конструкции  К.В. Иванова, позволяющий приблизить  створ смешения очищенной воды  практически к створу самого  выпуска. Коэффициент смешения при  этом может быть 0,80 – 0,95. Принимаем a = 0,90.

     Дальнейшие  расчеты по требуемой степени  очистки сточных вод производим  при a = 0,90 (кратность разбавления n = 25,4).

 

 

 

    2.11 Определение необходимой степени очистки сточных вод по взвешенным веществам

     Согласно санитарным  правилам, предельно допустимое  содержание взвешенных веществ в сточных водах, спускаемых в водоем, определяется по формуле (2.11.1):

  (г/м3),                                                         (2.11.1)       

где p – допустимое увеличение концентрации взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод: для расчетного случая p= 0,25 г/м3; bр – концентрация взвешенных веществ в воде водоема до спуска сточных вод, г/м3.

     Необходимая  степень очистки (в процентах) сточных  вод по взвешенным веществам рассчитывается по формуле (2.11.2):

%,                                                                                       (2.11.2)

где bобщ – концентрация взвешенных веществ в сточных водах до очистки.

 

     2.12 Определение необходимой степени очистки сточных вод по БПКполн смеси сточных вод и воды водоема

     Биохимическая  потребность в кислороде смеси  речной и сточной воды в  расчетном створе рассчитывается по формуле (2.12.1):

                                                                                                                                    (2.12.1)

где La – БПКполн смеси речной и сточной воды в месте выпуска сточных вод, г/м3; LT – допустимая БПКполн смеси речной и сточной воды в расчетном створе, в данном случае LT = 3, г/м3; K1 – константа скорости потребления кислорода.

     Для смеси  сточных и речных вод K1(14) = 0,08.

     Продолжительность  протока воды от места спуска  до расчетного створа рассчитывается по формуле (2.11.2):

 (сут).                                                                                        (2.12.2)

     Подставляем  в уравнение (2.12.1) известные величины  и решаем его относительно La рассчитывается по формуле (2.12.3):

  (г/м3).                                                                                                                (2.12.3)

     БПКполн речной воды до места выпуска сточных вод Lp = 3,5  (г/м3).

     Так как La < Lp, то очистка не требуется.

 

     2.13 Определение необходимой степени очистки сточных вод по растворенному в воде водоема кислороду

     Допустимая концентрация спускаемых сточных вод по БПКполн рассчитывается по формуле (2.13.1):

                                 (2.13.1)

где 0,4 – коэффициент для пересчета БПКполн в БПК2; 6 – наименьшая допустимая по санитарным правилам концентрация растворенного кислорода в воде водоема, г/м3.

     Так как LCT получается отрицательное число, то очистка не требуется.

 

     2.14 Определение необходимой степени очистки сточных вод по органолептическому показателю вредности

     Определим необходимую степень очистки сточных вод по содержанию нефтепродуктов рассчитывается по формуле (2.14.1):

  (г/м3),                                      (2.14.1)

где Cпр.доп – предельно допустимая концентрация вредного вещества в водоеме, г/м3; Cp – концентрация этого же вида загрязнения в водоеме выше места выпуска сточных вод в водоем.     Требуемая степень очистки сточных вод при начальной концентрации нефтепродуктов рассчитывается по формуле (2.14.2):

%.                                                                                   (2.14.2)

     На очистных  сооружениях степень очистки  составляет 85 – 90% [1, табл. 24].

     Аналогично  определяем степень очистки сточных  вод по содержанию СПАВ рассчитывается по формуле (2.14.3):

  (г/м3).                                     (2.14.3)

     При начальной  концентрации СПАВ 8,6  (г/м3) требуемая степень очистки сточных вод рассчитывается по формуле (2.14.4):

%.                                                                                   (2.14.4)

     В процессе  полной очистки может быть  достигнута степень удаления СПАВ до 80% [1, табл.24].

 

 

3 Выбор и обоснование  состава очистных сооружений  и разработка схемы очистной  станции

     Требуемая  степень очистки определяет метод  и тип очистных сооружений. Если  требуемая степень очистки по  взвешенным веществам более 50%, а  снижение БПК находится в пределах 80%, то назначается частичная биологическая  очистка (механическая очистка и  последующая доочистка на сооружениях  частичной биохимической очистки). При необходимости снижения БПК  более, чем на 80% применяется полная биологическая очистка.

     Выбор типа  очистных сооружений и схемы  очистки производится на основе  анализа местных условий: производительности  станции, климатических, грунтовых  и почвенных условий, рельефа  местности, обеспеченности электроэнергией, наличия местных материалов и  др.

     Выбор типа  очистного сооружения зависит  и от размеров площадки, на  которой оно размещается.

     Так как пропускная суточный расход сточных вод составляет Qср.сут = 137000 м3/сут, то площадь, необходимая для расположения очистных станций, составит 12 га.

     Обработка  городских сточных вод, представляющих  собой смесь бытовых и промышленных  сточных вод, производится обычно  в такой последовательности: очистка  на решетках, в песколовках и  первичных отстойниках; биологическая  очистка на аэротенках или  в биофильтрах и вторичных  отстойниках; обеззараживание и  выпуск в водоем либо повторное  использование в промышленности  или сельском хозяйстве. Обработка  осадков может производиться  в метантенках с последующим  механическим обезвоживанием и  термической сушкой либо высушиванием  на иловых площадках.

     Схема очистной  станции представлена на рисунке 3.1.

 

Рисунок 3.1. Принципиальная схема КОС

 

 

 

 

 

   

 

 

    

    

    

 

       

 

 

 

 

 

4 Расчет очистных  сооружений

     Расчет очистных сооружений в проекте  производится по формулам и данным, рекомендуемым нормативной и специальной литературой.

   

1. Расчет приемной камеры очистных сооружений

     Резкие колебания  расхода и количества загрязнений  сточных вод затрудняют их  очистку. Для усреднения расхода  и количества загрязнений применяют  приемную камеру.

     Приемная камера  предназначается для приема сточных  вод, поступающие на очистные  сооружения канализации, гашения  скорости потока жидкости и  сопряжения трубопроводов с открытым  лотком.

     Камеры предусматриваются  на поступление сточных вод  по одному или двум трубопроводам  и располагаются в насыпи высотой до 5 метров.

     Расход сточных  вод qмакс = 2,174  м3/с. В этом случае может быть принята приемная камера марки ПК-1-120 с размерами: диаметр трубопровода 1200  мм, А = 2000  мм, В = 2000  мм, Н = 2000  мм.

 

2. Расчет решеток

     Тип решеток  определяется в зависимости от  производительности очистной станции  и количества отбросов, снимаемых  с решеток. При количестве отбросов более 0,1 м3/сут предусматривается механизированная очистка решеток, при меньшем количестве отбросов – ручная. Отбросы с решеток можно собирать в контейнер с последующим вывозом на свалку, либо устанавливать дробилки для измельчения отбросов. При малой и средней производительности очистной станции применяют решетки-дробилки.

     Применяем грабельные решетки.

     Площадь живого сечения рабочих решеток рассчитывается по формуле (4.2.1):

  (м2).                                                                                                              (4.2.1)

где – скорость движения жидкости в прозорах решетки, м/с. В прозорах механизированных решеток = 0,8 – 1,0 (м/с.

     Так как пропуская способность 137000 м3/сут, принимаем решетки марки МГ12Т.

     Число рабочих  решеток рассчитывается по формуле (4.2.2):

(шт).                                                                                                                         (4.2.2)

     Количество  резервных решеток – 1.

     Основные показатели  принятых решеток:

• Пропускная способность (двух рабочих решеток) 130 тыс. м3/сут;
• Площадь прохода решетки 1,5  м2;
• Ширина прозоров b = 0,016 м;
• Толщина стержней s = 0,008 м;
• Стержни прямоугольного сечения;
• Ширина решетки Bp = 2175 мм;
• Ширина канала перед решеткой B = 1600 мм;
• Глубина канала перед решеткой H = 2000 мм.

     Число прозоров  в решетке:

;                                                                                                                                 (4.2.3)

                                                                                                                        (4.2.4)

.                                                                                                                                (4.2.5)

     Расчетное  наполнение перед решеткой рассчитывается по формуле (4.2.6):

  (м),                                                                                 (4.2.6)

 где K1 – коэффициент, учитывающий стеснение потока граблями: K1 = 1,05.

     Потери напора  в решетке рассчитывается по формуле (4.2.7):

  (м),                                                                                            (4.2.7)

где K – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в решетке вследствие засорения ее отбросами, K = 3; ζ – коэффициент местного сопротивления решетки.