Водоотведение промышленных предприятий

4.3 Расчет горизонтальной песколовки

Для улавливания из сточных  вод песка и других минеральных  нерастворённых загрязнений применяют песколовки. Они подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с вращательным движением жидкости; последние бывают тангенциальные и аэрируемые. В данном курсовом проекте принимаем горизонтальные песколовки.

Принимаются минимум два  отделения песколовки.

 

Расчет.

Максимальный секундный расход, q_мах =3,042 м³/с . принимаем четыре рабочих  отделения песколовок и одно резервное.

Рассчитываем необходимую  площадь живого сечения одного отделения песколовки:

Где:

q_мах – максимальный секундный расход, q_мах =3,042 м³/с

      V -Скорость движения сточных вод в песколовке V, = 0,3 м/с [1,табл. 28]

Принимаем глубину проточной  части H_s =0,7м. Определим ширину одного отделения песколовки:

В = F/H_s= 2,54/0,7= 3,63м.

Принимаем ширину песколовки равной В = 3,6 м.при этом наполнение в песколовке при максимальном расходе будет:

H_s= F/B=2.54/3.6= 0.71м

Определяем длину песколовки:

 

где    К_s        - коэффициент, К_s= 1,7. [1,табл. 27]

H_s - расчетная глубина песколовки, м, Н = 0,71м,

v_s       -  скорость движения сточных вод, м/с,  V, = 0,3 м/с [1,табл. 28]u_o   -  гидравлическая крупность песка, мм/с, u_o = 18,7 мм/с [1,табл. 27]

 

Общая площадь рабочих  песколовок в плане:

F= n*B*L= 4*3,6*19,4=279,36 м2

 

Объем улавливаемого песка, м³/сут, составляет:

где – количество  осаждаемого песка, равное 0,02 л/сут на одного жителя.

N- число жителей N=1415077 чел

При выгрузке осадка T_ос=  1 раз в сутки максимальная высота слоя осадка в песколовке будет равна

h₀= K_н*V/F=3*28.30/279.36=0,3м

где

К=3 – коэффициент, учитывающий  неравномерность распределения  осадка по площади песколовок.

 

Рассчитываем объем бункера  одного отделения песколовки:

 

,

где

W_сут - суточный объем улавливаемого песка W_сут = 28,30 м³/сут.

T_ос  - интервал времени между выгрузками осадка из песколовки  T_ос = 1

 

Определяем глубину бункера  песколовки

h_в= W/B²  = 7.08/3.6² = 0.55м

 

Рассчитываем полную строительную высоту песколовки:

Н_стр= H_s+ h₀+ 0,5=0,71+0,3+0,5 = 1,51 м

Принимаем к проектированию горизонтальную песколовку с основными  размерами BxHxL = 3.6x1.51x19.4 м.

 

4.4. Расчет жироловки (горизонтальный отстойник)

Сточные воды, освобождённые  в песколовках от песка и крупных  минеральных взвешенных частиц, направляется в первичные отстойники, которые предназначены для задержания гораздо более мелких взвесей. Отстаивание основано на способности грубодисперсных нерастворённых примесей оседать на дно отстойника под действием гравитационной силы и всплывать на его поверхность под действием архимедовой.

  В данной контрольной работе расчет для удаление жиров применяю жироловку (горизонтальный отстойник).

Рисунок 1.- Расчетная схема отстойника

 

Расчетный расход q_max.c = 3,042 м³/с.

Принимаем  24 отделений жироловок; глубина проточной части Н₁=2м, расчетная скорость движения v=0.005м/c[1]

Эффект очистки  воды от жира:

=

Так как расчетный расход больше 162 м³/ч [7] принимаем ширину секции B= 6м и глубину отстаивания слоя воды Н_set = 2м. Назначаем количество секций 4 шт.  Для получения такого эффекта условная гидравлическая крупность определяется по рис. 2.23. [2, с. 60]; u₀= 0.5 мм/с.=0,005м/с

Принимаем Скорость движения воды в жироловке n= 5мм/с и находим продолжительность всплывания частиц:

 

По [7 ст. 98] в зависимости от соотношения n/µ₀ = 5/0,5=10 принимаем коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды a= 1,5 . Определим длину отстойной части

при q_мах= 10950м /час

_{По производительности подбираем  типовую горизонтальную жироловку (нефтеловушку). n = qмах/qжир.= 10950/792=13,82 ≈ 14шт. принимем 14 рабочих и 2 резервных горизонтальных жироловки № тип. проекта 902-2-18[7]}

Глубина проточной части, м	Строительные  размеры секций, м			Число секций	Пропускная способность, м3/час
	ширина	длинна	высота
2	6	36	2,4	4	792

 

  _{Находим продолжительность отстаивания:}

_{Проверим  соотношение tр¹ и tр: 2 > 0,111}

 

  Объем  уловленной жировой пленки:

V _жир = S*0,1 , м³        V_жир = 2438,4*0,1= 243,84, м³

           где

S - площадь жироловки, S = L*B* n = 8*36*14= 2438.4 м²

 Количество жировой  пленки:

Где W_ос – влажность осадка, W_ос = 90%

 

После жироуловителей концентрация БПК уменьшается на 20% тогда:

,

где     - начальная концентрация БПК, мг/дм³

Принимаем  24 отделений  жироловок: с размерами одного отделения  LxBxH = 8x12.7x2м.

 

4.5  Аэротенки – смеситель с регенераторами.

Аэротенки применяют для  полной и не полной биологической  очистки сточных вод. Они представляют собой резервуары, в которых очищаемая  точная вода и активный ил насыщаются воздухом и перемешиваются.

Аэротенки – смеситель с регенерацией, поскольку L_а>150 мг/л. обеспечивающий 50-% эффект снижение органических загрязнений.

 

Расчет: q_max.c = 3,042 м³/с= 10950м /час

Расчетные параметры аэротенков-смесители с регенерацией:

По данным[3, таб.56,8 таб. 56,9] для завода сгущеных молочных продуктов среднию скорость окисления принимаем:

по БПК_полн=1000 = 20мг/(г ч),

Зольность  ила S=0,2 мг/дм³.

Концентрацию растворенного  кислорода принимаем С=2 мг/л.

дозу ила а = 2 г/дм³;

 иловый индекс J=150 см³/г.

Определяем степень рециркуляции активного ила

.

 

Определим продолжительность аэрации

Определим объём аэротенка  и регениратора по формуле:

где

q_рас = 10950м /час

объем аэротенка

Объем регенератора определим  по формуле:

Определим нагрузку на 1 г  беззольного вещества активного  ила:

По таблице 3.2[3] находим что при этом значении q_ил для сточных вод иловый индекс J=120  см³/г.

Уточняем степень рециркуляции:

Определим дозу ила в аэротенках

Подбор аэротенков смесителей  производим по таб.3.6 [2]. Объём аэротенка и регениратора составляет 136875 м³.  Назначаем пять секций четырех, коридорных аэротенков (типовой проект 902-2-264) с шириной коридора 9 м, длинной 150 м, рабочей глубиной 5,2 м и объемом каждой секции 28080 м³.  Общий объем аэротенков смесителей  28080*5= 140400 м³.  Под регениратора  выделяем один коридор в каждой секции.

 

Расчет пневматической системы аэрации:

Удельный расход воздуха  м³ на  1 м³ очищенной воды:

где    q₀ – удельный расход кислорода на 1 мг снятой БПК, принимаем равным 0,9[1];

К₁ – коэффициент, учитывающий тип аэратора, принимаемый для среднепузырчатой аэрации 0,75 [1];

К₂ – коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора, при h=5,2м  К₂=2,9;

К₃ – коэффициент качества воды для городских стоков равен 0,7[1];

К_м – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, равный 1,02.

С_а – растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л, определяется как

здесь С_T - растворимость кислорода в воде в зависимости oт температуры и атмосферного давления, принимаемая по справочным данным равным 9;

 

Определим общую потребность  воздуха, м³/ч по формуле

 

,

где     – максимальный часовой расход сточных вод;

 

Определим среднюю интенсивность  аэрации:

(м³/м²ч)

- продолжительность пребывания  сточных вод в собственно аэротенк:

Принимаем аэраторы из дырчатых труб (табл.3.25 [4]) с наружным диаметром d=114мм и числом отверстий на 1м аэратора – 80. Удельная производительность такого аэратора q_возд =73м³/(ч м), а площадь одного ряда дырчатых труб f=0.12 м²/м.

Определим число рядов  дырчатых труб:

, где

В –ширина аэротенка, м

(ряд)

Для сокращения протяженности  наружных воздуховодов, стояков и  запорной арматуры количество стояков для подвода воздуха к пневматическим аэраторам должно быть минимальным; оно определяется из условий допустимой неравномерности распределения воздуха вдоль коридоров аэротенков. По табл. 3.25 [4] при допустимой неравномерности аэрации 10% находим, что длина участка, обслуживаемая одним стояком, равна 17,4м. Следовательно, при длине коридора 150м каждый из них должен обслуживаться 9 стояками.

 

4.6 Вторичный отстойник.

Вторичные отстойники являются составной частью сооружений биологической очистки. Служат для отделения активного ила от биологически очищенной воды, выходящей из аэротенков.

Проектируем радиальный отстойники.

Расчет их выполняем по нагрузке. Принимаем расчетную глубину  отстойников Н₁=3,7м. Нагрузку определяем по формуле при J=120см³/г:

, где

η – коэффициент использования объема зоны отстаивания, для радиальных отстойников равный 0,40;

J – иловый индекс, см³/г;

а – концентрация активного ила в аэротенке, г/дм³;

а_t – концентрация ила в осветленной воде, мг/л. В соответствии с расчетом требуемой очистки сточных вод вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников должен быть не более 15мг/ дм³.

(м³/м²*ч)

 

Площадь одной секции при  общем их количестве п=4:

(м²)

Диаметр секции:

(м)

 

Принимаем четыре радиальных отстойника по таблице 11[7] типовой отстойник №902-2-90/75 диаметром 40м со следующими размерами: Глубина зоны отстаивание 3.65м; гидравлическая глубина 4,35м; высота иловой зоны 0,7м; объем зоны отстаивания 4580м³; объем зоны иловой 915м³. Пропускная способность 3053 м³\ч, при времени отстаивания 1,5 ч

 

Определяем количество W_{ил ос}   объём осадка по сухому веществу определяем по формуле:

Где

- максимально суточный расход, Q =  м³\сут

  а – концентрация активного ила в аэротенке, г/дм³;

 а_t – концентрация ила в осветленной воде, мг/л. В соответствии с расче 

 том требуемой очистки  сточных вод вынос взвешенных  веществ из вто

ричных отстойников должен быть не более 15мг/ дм³.

- влажность осадка, = 99,2%

- плотность активного ила  = 1 г/см³

 

 

4.7. Выпуск производственной сточной жидкости.

На производственных канализационных очистных сооружениях необходимо измерять расходы сточных вод для учета сброса в городскую канализационную сеть.

Измерять расходы воды можно в напорных трубопроводах и в открытых каналах, причем первое предпочтительнее, так как обеспечиваются более высокая точность и меньшие потери напора.

Для измерения расхода  применяем расходомер – счетчик  ультразвуковой Днепр - 7

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

1. Температурный диапазон контролируемой среды:
• для воды – от плюс 1 до плюс 150 ⁰С,
2. Конструктивные размеры трубопроводов и коллекторов:
3. диаметр условного прохода напорного трубопровода:
• от 40 мм до 1600 мм для жидкости;
• толщина стенок трубопровода от 2 мм до 20 мм;