Разработка и обоснование технологической схемы городских канализационных очистных сооружений

     Коэффициент  местного сопротивления решетки рассчитывается по формуле (4.2.8):

,                                                                             (4.2.8)

где φ – угол наклона решетки к горизонту: φ = 600.

     На величину  потерь напора следует понизить  дно камеры за решеткой.

     Определяем  размеры камеры решетки в плане:

  (м);                                                                                                (4.2.9)

  (м).                                                                                                                      (4.2.10)

     Общая строительная  длина камеры решеток рассчитывается по формуле (4.2.11):

 

  (м).                                                                                         (4.2.11)

     Строительная  глубина канала перед решеткой H = 2 м.

     Пол здания  решеток должен возвышаться над  расчетным уровнем сточной воды  в канале ∆Z не менее чем на 0,5 м:

> 0,5.                                                                      (4.2.12)

     Суточный расход  отбросов, снимаемых с решеток, рассчитывается по формуле (4.2.13):

  (м3/сут),                                                                                    (4.2.13)

где a – отбросы, приходящиеся на одного человека в год, a = 8 дм3; Nпр – приведенное население по взвешенным веществам.

     Отбросы, снятые  с решетки, имеют следующие характеристики: плотность – 750 кг/м3, влажность – 80%, зольность – 7 – 8%, коэффициент часовой неравномерности поступления – 2.

     Масса отбросов, снимаемых с решеток за сутки, рассчитывается по формуле (4.2.14):

  (т).                                                                                                                    (4.2.14)

     Масса отбросов, снимаемых с решеток за час, рассчитывается по формуле (4.2.15):

  (кг).                                                                                                     (4.2.15)

     Для дробления  извлеченных отбросов применяют  дробилки молоткового типа.

     Предусматриваем  установку дробилок типа Д-2 производительностью 1000 кг/ч (одна рабочая и одна резервная).

     Расход жидкости, подаваемой к дробилке, определяем из расчета 40 м3 на 1 т отбросов [1], рассчитывается по формуле (4.2.16):

  (м3/сут).                                                                                               (4.2.16)

     Измельченная  масса сбрасывается в сточную  воду перед решетками.

Рисунок 4.2.1 Грабельная решетка типа МГ12Т

 

 

3. Расчет песколовок

     Песколовки предусматривают на станциях с производительностью более 100 м3/сут, как правило, их размещают поле решеток. Выбор типа песколовок зависит от конкретных местных условий, производительности станции, схемы очистки сточных вод и обработки осадков.

     Для станций производительностью до 10000  м3/сут рекомендуется принимать тангенциальные и вертикальные песколовки, для станций производительность свыше 10000 м3/сут – горизонтальные, а свыше 20000 м3/сут – аэрируемые.

     Число песколовок  или отделений песколовок должно быть не менее двух и все рабочие. При механизированном сгребании песка следует предусматривать резервную песколовку.

     Применяем  аэрируемую песколовку.

     Площадь живого сечения песколовки рассчитывается по формуле (4.3.1):

  (м2),                                                                                                             (4.3.1)

где – поступательная скорость движения сточных вод при максимальном притоке: = 0,08 – 0,12  м/). Принимаем = 0,1 м/с.

     Ширину песколовки  принимаем B = 4,5 м.

     Высота песколовки рассчитывается по формуле (4.3.2):

  (м).                                                                                                                      (4.3.2)

     Отношение B : H = 1,46.

     Длина песколовки рассчитывается по формуле (4.3.3):

  (м).                                                                                   (4.3.3)

     Коэффициент K определяется по табл. 28 [1].

     Hp для аэрируемых песколовок принимается равной половине общей глубины H:

  (м).                                                                                                                           (4.3.4)

     Гидравлическая  крупность uo для аэрируемых песколовок принимается равной 18 мм/с.

     Аэраторы выполняются  из дырчатых труб с отверстиями диаметром 3 – 5  мм, расположенных на глубине (0,7 – 9,75)H.

     Интенсивность  аэрации I = 3 – 5 м3/м2·ч.

     Расход воздуха  рассчитывается по формуле (4.3.5):

  (м3/ч).                                                                                        (4.3.5)

     Расход промывных  вод, подаваемых в гидромеханическую  систему одной песколовки, рассчитывается по формуле (4.3.16):

  (м3/с),                                                                                    (4.3.6)

где - восходящая скорость промывной воды в лотке; F – площадь пескового лотка в плане; l – длина пескового лотка, равная разности длины песколовки и диаметра бункера (d ≈ B): l = 14 – 4,5 = 9,5 м; b – ширина пескового лотка: b = 0,5 м.

     Расход промывной  воды Q = 0,03 – 0,09 м3/с.

     Напор в  начале смывного трубопровода, обеспечивающий  равномерность распределения промывной  воды по его длине, рассчитывается по формуле (4.3.7):

  (м),                                                                      (4.3.7)

где - максимальная высота слоя осадка в лотке; тр – скорость воды в начале смывного трубопровода.

     Задержанный  песок подается гидроэлеваторами  на песковые площадки или в  гидроциклоны для отмывки и  затем в песковые бункера, расположенные  под гидроциклонами. Для отмывки  песка могут применяться также  шнековые насосы.

1- Отвод песковой пульпы; 2- подвод воды к гидроэлеватору; 3- смывной трубопровод со спрысками; 4- щитовые затворы; 5- гидроэлеваторы; 6- песковой лоток; 7- трубопровод для гидросмыва; 8- воздуховод; 9- аэратор

Рисунок 4.3.1 Схема аэрируемой песколовки

 

 

4. Обезвоживание песка

     Для подсушивания песка, поступающего из песколовок, предусматриваются площадки с ограждающими валиками, располагаемые вблизи песколовок.

     Полезная площадь  песковых площадок рассчитывается по формуле (4.4.1):

  (м2),                                                                                (4.4.1)

где h – нагрузка на площадку, которую необходимо принимать не более 3 м3/(м2·год (с периодической выгрузкой подсушенного песка в течение года).

     Принимаем 2 карты  песковых площадок размером в  плане 25x15  (м) каждая с высотой ограждающего валика 1  (м). Посреди каждой карты предусматривается забор из досок. Удаление воды площадок в дренажную сеть происходит через водосливы с переменной отметкой порога.

     Удаляемая  с песковых площадок вода направляется  в начало очистных сооружений.

     Объем дренажных  вод, отводимый за сутки с песковых  площадок, при разбавлении песка  в пульпе 1:20 по массе рассчитывается по формуле (4.4.2):

  (м3).                                                                                              (4.4.2)

     Для отмывки  и обезвоживания песка допускается  предусматривать, устройство бункеров, приспособленных для последующей  погрузки песка в мобильный  транспорт. Вместимость бункеров  должна рассчитываться на 1,5 – 5-суточное  хранение песка. Для повышения  эффективности отмывки песка  следует применять бункера в  сочетании с напорными гидроциклонами  диаметром 300  (мм) и напором пульпы  перед гидроциклоном 0,2  (Мпа). Дренажная  вода из песковых бункеров  должна возвращаться в канал  перед песколовками.

     В зависимости  от климатических условий бункер  следует размещать в отапливаемом  здании или предусматривать его  обогрев.

     Суточный объем  песка влажностью 60%, удаляемый через 2 суток из одной песколовки, рассчитывается по формуле (4.4.3):

  (м3).                                                                                                                   (4.4.3)

     Расход промывной  воды для аэрируемой песколовки  – по предыдущему расчету 0,03 м3/с.

     Часовой расход  пульпы рассчитывается по формуле (4.4.4):

  (м3).                                                                                                    (4.4.4)

     Объем пульпы, поступающей в песковые бункера  за сутки, рассчитывается по формуле (4.4.5):

  (м3),                                                                    (4.4.5)

где QВ – потеря воды с пульпой из гидроциклона, м3/сут; W – суточный объем песка, удаляемого из песколовок, м3; P – влажность удаляемого из песколовок песка, P = 60%.

     Бункера рассчитываются  на 1,5 – 9-суточное хранение песка.

     Предусматриваем  опорожнение песковых бункеров  один раз за 2 суток, тогда рабочая  вместимость рассчитывается по формуле (4.4.6):

  (м3).                                                                                                                       (4.4.6) 

     Подвод пульпы к бункерам и отвод воды в канализацию осуществляется трубопроводами (d = 200 (мм)). Чтобы избежать смерзания песка при открытом расположении бункеров предусматривается обогрев их горячей водой.

1- Сборная дренажная линия; 2- мостик; 3- шахтный выброс; 4- перегородка  из досок; 5- пескопровод; 6- сливной лоток; 7- деревянный щит; 8- дренажная труба; 9- дренажная канава; 10- дренажный колодец

Рисунок 4.4.1 Схема песковой площадки

1- Подвод воды в систему  отопления; 2- отвод воды из системы  отопления; 3- затвор с электроприводом; 4- теплоизоляция; 5- бункера; 6- гидроциклон; 7- отвод воды от гидроциклонов; 8- подвод песковой пульпы к гидроциклонам; 9- отвод воды в канализацию

Рисунок 4.4.2 Схема бункера для песка

 

5. Расчет первичных радиальных отстойников

     Выбор типа отстойника зависит от пропускной способности очистной станции, характеристики грунтов, уровня грунтовых вод и т.д.

     Радиальные  отстойники применяются в качестве  первичных, вторичных и илоуплотнителей для станции производительностью свыше 20000 м3/сут. Эффект задержания взвешенных веществ в них составляет 60%.

     Принимаем  эффект осветления Э = 60%. В этом случае вынос взвеси из первичных отстойников рассчитывается по формуле (4.5.1):

  (г/м3),                                                                             (4.5.1)

что не превышает допустимого значения 150 г/м3 в осветленных сточных водах, подаваемых в аэротенки на полную биологическую очистку [1].

     По табл. 30 [1] определяем продолжительность отстаивания  в цилиндре со слоем отстаиваемой  сточной воды h = 500  (мм): T = 800 с.

     По табл. 28’ для среднемесячной температуры сточных вод t = 14 0С, α = 1,17.

     По табл. 28” [1] ω = 0,05 мм/с (для средней расчетной скорости в сечении на половине радиуса проточной части отстойника = 10 мм/с.

     По табл. 29 [1]

     Гидравлическая  крупность частиц взвеси рассчитывается по формуле (4.5.2):

  (мм/с).                                                            (4.5.2)

     Принимаем 3 рабочих  радиальных отстойника.

     Радиус отстойника рассчитывается по формуле (4.5.3):

  (м).                                                                     (4.5.3)

     Принимаем  типовые отстойники диаметром 40 м.

     Проверяем  фактическую скорость жидкости  в проточной части отстойника (в сечении на половине радиуса):

  (мм/с).                                                                         (4.5.4)