Контрольная работа по "Финансам"

 

 

Курьяновская  станция аэрации (КСА) - старейшая  и крупнейшая станция аэрации  в России. Сооружена в 1950 году.

Площадь, занимаемая станцией, составляет 380 га; проектная производительность - 3,125 млн. м3 в сутки; из них почти 2/3 составляют хозяйственно-бытовые и 1/3 промышленные сточные воды. В составе станции имеются четыре самостоятельных блока сооружений.

Развитие  Курьяновской станции аэрации началось в 1950 г. после введения в эксплуатацию комплекса сооружений пропускной способностью 250 тыс. м3 в сутки.

Технология  очистки сточных вод включает следующие основные сооружения: решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вто-ричные отстойники, сооружения для обеззараживания сточных вод. Часть биологически очищенных сточных вод проходит доочистку на зернистых фильтрах.

На  КСА эксплуатируются песколовки трех типов - вертикальные, горизонтальные и аэрируемые. После обезвоживания  и обработки в специ-альном цехе, песок можно использовать при строительстве дорог и для дру-гих целей.

В качестве первичных отстойников  на КСА используют отстойники радиального  типа диаметрами 33, 40 м 54 м. Проектная  продолжительность отстаивания  составляет 2 ч. Первичные отстойники в центральной части имеют встроенные преаэраторы.

Биологическая очистка сточных вод осуществляется в четырехкоридорных аэротенках-вытеснителях, процент регенерации составляет от 25 до 50%.

Воздух  для аэрации в аэротенки подаётся через фильтросные пластины. В настоящее время для выбора оптимальной системы аэрации в ряде секций аэротенков проходят испытания трубчатые полиэтиленовые аэраторы фирмы «Экополимер», тарельчатые аэраторы фирм «Грин-фрог» и «Патфил».

_________________________________________________________________________

Являются крупнейшим в Европе комплексом по очистке сточных вод. Проектная  производительность КОС - 3125 тыс.м3/сут. (1 143 750 тыс.м3/год) сточных вод в  сутки, поступающих с северо-западной, западной, юго-западной, южной, юго-восточной частей Москвы и прилегающей территории Подмосковья (около 60%) где проживает около 6 млн человек. 
 
Численность работающих 1060 человек. 
 
Проектирование Курьяновских очистных сооружений (КОС) (изначально Курьяновской станции аэрации) производительностью 500 тыс. м³/сут. осуществлялось в период с 1936 по 1938 годы. В 1939-м были начаты подготовительные работы, прерванные Великой Отечественной войной. Строительство станции возобновилось уже после войны, в 1947 году. 
18 декабря 1950 года первые кубометры сточных вод поступили на сооружения механической очистки пропускной способностью 250 тыс. м3 в сутки, а в 1952-м – заработали биологические сооружения. 
 
Площадь, занимаемая станцией, составляет 380 га; проектная производительность - 3,125 млн м³ в сутки; из них почти 2/3 составляют хозяйственно-бытовые и 1/3 промышленные сточные воды. В составе станции имеются четыре самостоятельных блока сооружений:  
— блок старых КОС производительностью 1000 тыс. м3/сут.; 
— первый блок новых КОС - 1000 тыс. м³/сут.; 
— второй блок новых КОС - 1000 тыс.м³/сут.; 
— экспериментальный блок комплексной очистки - 125 тыс. м³/сут.; 
— доочистка на гравийных фильтрах с проектным обеспечением фильтрации 1100 тыс.м³/сут. биологически очищенных сточных вод. 
 
Сооружения обеспечивают полную биологическую очистку по классической технологической схеме: механические решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, механические мелкопрозорные сита, сооружения для обеззараживания сточных вод. Часть биологически очищенных сточных вод проходит доочистку на зернистых фильтрах. 
Отличительной особенностью является наличие сооружений доочистки производительностью 1,1 млн м³ в сутки, в составе которых плоские сита и скорые фильтры. Доочищенная вода в объеме до 50 тыс. м³ в сутки после обеззараживания подается в систему промышленного водоснабжения. 
Технологическая схема обработки осадка включает: илоуплотнители и ленточные сгустители для избыточного активного ила, метантенки, уплотнители и ленточные сгустители сброженного осадка, камерные мембранные фильтр-прессы для обезвоживания осадка с применением флокулянтов, cиловые площадки и полигоны депонирования. 
 
На КСА эксплуатируются песколовки трех типов — вертикальные, горизонтальные и аэрируемые. После обезвоживания и обработки в специальном цехе песок можно использовать при строительстве дорог и для других целей. В качестве первичных отстойников на КСА используют отстойники радиального типа диаметрами 33, 40 и 54 м. Проектная продолжительность отстаивания составляет 2 ч. Первичные отстойники в центральной части имеют встроенные преаэраторы. 
 
Биологическая очистка сточных вод осуществляется в четырехкоридорных аэротенках-вытеснителях, процент регенерации составляет от 25 до 50%. Воздух для аэрации в аэротенки подаётся компрессорной станцией. Процесс аэрации непрерывный, ответствен за нее активный ил — хлопья, представляющие собой скопление различных микроорганизмов, которые разлагают и окисляют растворенные загрязнения. Его состав весьма разнообразен: главным образом это бактерии, а также простейшие, коловратки, черви, водные грибы, дрожжи. 
Активный ил — живой и нежный. Стоит отключить подачу кислорода и перемешивание, как он начинает умирать. На частичное восстановление ила после суточного отключения электричества может уйти до трех месяцев, на полное — около полугода. 
 
После аэротенков вода попадает во вторичные отстойники, отделяющие осадок активного ила. Таким образом процесс биологической очистки заканчивается. Сброс очищенных сточных вод осуществляется по одному выпуску (контактный канал) в реку Москву. 
 
Однако помимо растворенной и взвешенной органики из сточных вод необходимо удалять биогенные элементы. К ним относят фосфаты и соединения азота: нитриты, нитраты, аммонийный азот. Попадая в водоемы, они действуют как удобрения. Их накопление приводит к чрезмерному цветению, а затем и к заморам водоемов. Именно с удалением биогенных элементов в России наибольшие проблемы. Большинство очистных изначально не проектировалось в расчете на их очистку. 
 
Собранный во вторичных отстойниках активный ил поступает в метантенки, огромные железобетонные баки высотой 24 метра и объемом 8 тыс. кубометров, где в течении 7 суток происходит его анаэробное сбраживание. Выделяющийся при этом биогаз, содержащий более 65% метана поступает в Мини-ТЭС, вырабатывающую 10 Мватт электроэнергии и 8 Мватт тепла, идущих на обеспечение собственных нужд КОС. 
 
В данный момент на Курьяновских очистных сооружениях ведется строительство крупнейшего в мире блока ультрафиолетового обеззараживания производительностью 3 млн.м3/сут, к концу 2011 года планируется ввод объекта в эксплуатацию, а также в ближайших планах строительство современного комплекса очистных сооружений с удалением биогенных элементов производительностью 500 тыс.м3/сут. 
 
В результате механической и биологической очистки городских сточных вод образуются различного вида осадки, содержащие органические и минеральные вещества. Это отбросы, задерживаемые решетками, осадок, выпадающий в первичных отстойниках, активный ил или биопленка, образующиеся в сооружениях аэробной биологической очистки воды. 
Осадок имеет влажность 92-96%, насыщен микроорганизмами (в том числе патогенными), яйцами гельминтов. Органическая (беззольная) часть в осадке из составляет 65-75% массы сухого вещества. Соответственно зольность осадка 25-35%. 
 
Общий объем осадка - порядка 15-17 тыс. м3 (т.е. ) осадка с влажностью ~97%. Этот осадок перекачивается на 2 завода (иловые площадки №8, 19), расположенных в Ленинском районе Московской области, где происходит его полимерное кондиционирование и механическое обезвоживание, после чего обезвоженный осадок размещается на полигоне депонирования при заводе, либо вывозится на полигоны депонирования Московской области. 
 
Из общего объема выбросов и сбросов в окружающую среду от станций аэрации 98 % составляет очищенная вода, 1,5 %, — осадки сточных вод и 0,5 %, — выбросы в атмосферный воздух. 
 
www.mosvodokanal.ru/index.php?do=cat&category=ochist 
dom.viperson.ru/wind.php?ID=620783&soch=1 
www.vrenergy.ru/index.php/ru/water/147-2010-11-25-16-51... 
 
В начале 2008 г. санитарно-защитная зона Курьяновской станции аэрации была сокращена до 350 метров, что позволило построить до 450 тыс. кв. метров жилья на "освободившейся" территории.

 

Песколовки. В сточных водах содержится значительное количество нераство-ренных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.). При совместном выделении минеральных и органических примесей в отстойниках затрудняется удаление осадка и уменьшается его текучесть. При этом могут происходить разделение осадка на тяжелую (песок с большой плотностью) и легкую (органическую с небольшим удельным весом) части и накопление песка в отстойниках. Для удаления такого осадка требуются усиленные скребки. Осадок, содержащий песок, плохо транспортируется по трубопро-водам, особенно самотечным. Песок накапливается и в метантенках, выводя из работы полезные объемы, предназначенные для сбраживания органи-ческих осадков. Производительность метантенков снижается, а выгрузка песка из них сопряжена с большими трудностями. Возможны затруднения в работе и последующих сооружений в случае попадания в них песка. Поэтому в составе очистных сооружений за решетками проектируются специальные сооружения, называемые песколовками. Они предназначены для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.). Выделение песка в них происходит под действием силы тяжести.

Горизонтальные песколовки представляют собой удлиненные в  плане сооружения с прямоугольным  поперечным сечением (рис. 6). Другими  важнейшими элементами песколовок являются: входная часть песколовки, представляющая собой канал, ширина которого равна ширине самой песколовки; выходная часть, представляющая собой канал, ширина которого сужена от ширины песколовки до ширины отводящего канала; бункер для сбора осадка, обычно располагаемый в начале песколовки под днищем. Возможно устройство бункера и над песколовкой.

Рис. 6. Схема  горизонтальной песколовки (продольный разрез): / - цепной скребковый механизм; 2 - гидроэлеватор

Песколовки имеют следующее  оборудование: механизм для перемещения осадка в бункер, гидроэлеваторы и насосы для удаления осадка из песколовки и транспорта его к месту обезвоживания или другой обработки. Механизмы применяются двух типов: цепные или тележечные. Цепные механизмы состоят из двух бесконечных цепей, расположенных по краям песколовки, с закрепленными на них скребками. У днища скребки переме-щаются в сторону бункера (против направления течения воды), перемещая при этом осадок. Цепи и скребки над песколовкой перемещаются в ее конец (по течению воды). Механизмы тележечного типа состоят из тележки, пе-ремещаемой над песколовкой по двум рельсам или монорельсу вперед и назад, на которой подвешивается скребок. При возвратном движении скребок поднимается. Механизмы для перемещения осадка сложны и ненадежны, так как эксплуатируются над водой во влажной среде. Некоторые их конструкции имеют подвижные элементы под водой.

Осадок в бункеры  может перемещаться с помощью  гидромеханических систем. Они представляют собой уложенные по днищу в  лотках смывные трубопроводы со спрысками, сориентированными в сторону бункеров для сбора осадка. В этом случае бункеры выполняются в виде круглых тангенциальных песколовок. Схема песколовки с гидромеханической системой представлена на рис. 10.8. При подаче воды в гидромеханическую систему и истечении воды из спрысков осадок у днища разжижается (псевдосжижается), а затем смывается в сторону бункера. Взмучивание осадка не происходит, напротив, идет подсос к днищу верхних слоев осадка и последующий смыв их в бункер.

Отстойники.

Отстаивание является самым  простым, наименее энергоемким и  дешевым

Песколовки

Песколовка — устройство для выделения из сточных вод механических примесей минерального происхождения (главным образом песка). Песколовки обычно устанавливают перед отстойниками очистных сооружений систем канализации. Применение песколовок обусловлено тем, что при совместном выделении в отстойниках минеральных и органических примесей затруднён процесс удаления осадка из отстойников и дальнейшая его обработка (сбраживание) в метантенках. В песколовках в основном задерживается песок крупностью 0,25 мм и более.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Расчет песколовок

Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил. Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадали тяжелые минеральные частицы, но не выпадал легкий осадок органического происхождения. По характеру движения воды песколовки разделяются на горизонтальные – с круговым или прямолинейным движением воды, вертикальные – с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым движением воды. Конструкцию песколовок выбирают в зависимости от количества сточных вод, концентрации загрязнений. Наиболее часто используют горизонтальные песколовки. Они представляют собой лоток, состоящий из одной или нескольких секций шириной от 0,8 до 8 м, глубиной до 1,2м. Длина (в метрах)проточной части песколовки равна:

где  — скорость потока при максимальном расходе сточных вод ( не более 0,3 м/с), 
H — глубина проточной части песколовки, м, 
V — средняя скорость осаждения частиц песка заданной крупности, которые должны быть выделены в песколовке, м/с.

Определяемая по формуле длина  песколовки является рабочей. Для создания равномерных скоростей в песколовке вход в нее выполняют в виде плавного расширения, а выход – в виде плавного сужения. Глубина слоя осадка в песколовке зависит от количества выпадающего песка и от времени между очистками (не более двух дней во избежание загнивания осадка).

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.2  Расчет песколовок

Песколовки предназначены для  задержания песка и других минеральных  примесей крупностью свыше 0,2-0,25 мм, содержащихся в сточной воде. Применяются на очистных сооружениях производительностью 100м³ /сут и более. Число песколовок или отделений следует принимать не менее двух, причем все песколовки или отделения должны быть рабочими. На очистных сооружениях малой производительности применяют горизонтальные песколовки, горизонтальные с круговым движением воды и тангенциальные песколовки. Принцип работы песколовки основан на том, что поток сточной воды замедляется, тяжелый песок оседает, а мягкая органическая примесь поступает в отстойник.

Расчет горизонтальных песколовок

Рис 2. Схема горизонтальной песколовки.

а) продольный разрез; б) поперечный разрез

При расчете горизонтальных и аэрируемых песколовок следуют определять их длину L_s, м, по формуле

где K_s — коэффициент, принимаемый по табл. 27 СНиПа 2.04.03-85;

H_s — расчетная глубина песколовки, м, принимаемая для аэрируемых песколовок равной половине общей глубины;

v_s — скорость движения сточных вод, м/с, принимаемая по табл. 28 СНиПа 2.04.03-85;

u₀ — гидравлическая крупность песка, мм/с, принимаемая в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц песка.

K_s=1,55, при диаметре задерживаемых частиц 0,23 мм

u₀=22 мм/с

Скорость движения воды при максимальном притоке v_s=0,3 м/с

H_s=0,5 м

= 10,56 м

Для горизонтальных песколовок —  продолжительность протекания сточных  вод при максимальном притоке  не менее 30 с.

Площадь живого сечения

ω =Q/υ

ω=0,05/0,3=0,17 м²

Количество песка, задерживаемого в песколовках, для бытовых сточных вод надлежит принимать 0,02 л/чел×сут, влажность песка 60%, объемный вес 1,5 т/м³. Объем пескового приемка следует принимать не более двухсуточного объема выпадающего песка, угол наклона стенок приямка к горизонту — не менее 60°.

Исходя из того, что численность населения составляет 4546 человек, находим количество песка, задерживаемого в песколовках. V= N_чел×0,02

V=4546×0,02 = 90,92л/сут =0,091 м³/сут

Плотность песка принимаем равную П=1,5 т/м³

Отсюда масса, задерживаемого песка m =П×V

M=1500×0,091 =136,5 кг/сут

Рассчитываем количество поступивших  в песколовку взвешенных веществ  за сутки для этого

Q_сут × К’_взв =4211,3×170=715921 г/сут=715,9 кг/сут

Количество песка незаржавшегося в песколовке равно

715,9 -136,5 =579,4кг/сут

Концентрация взвешенных веществ на выходе К”_взв

К”_взв= ×1000=137,6 г/м³.

Отношение ширины к глубине отделения  — В:Н = 1

Отсюда Ширина отделения равна 0,5 м, так как глубина Н=0,5

Площадь песколовки S=10,56 м²

Для поддержания в горизонтальных песколовках постоянной скорости движения сточных вод на выходе из песколовки надлежит предусматривать водослив с широким порогом.

Расчет аэрируемых песколовок

Рис 3. Схема аэрируемой песколовки.

Для разделения механических загрязнений  по фракционному составу или по плотности  применяют аэрируемые песколовки (рис.), в состав которых входят входная  труба -1, воздуховод- 2, воздухораспределители- 3, выходная труба- 4, шламосборник -5 с отверстием- 6 для удаления шлама. Крупные фракции осаждаются,как и в горизонтальных песколовках. Мелкие же частицы, обволакиваясь пузырьками воздуха, всплывают наверх и с помощью скребковых механизмов удаляются с поверхности.

Для аэрируемых песколовок:

интенсивность аэрациии — 3—5 м³/(м² × ч);

поперечный уклон дна к песковому  лотку — 0,2—0,4;

впуск воды — совпадающий с направлением вращения воды в песколовке, выпуск — затопленный;

отношение ширины к глубине отделения  — В:Н = 1:1,5;

Расчет ведем по аналогии с расчетом горизонтальных песколовок

K_s=2,08 при диаметре задерживаемых частиц 0,23 мм

u₀=22 мм/с

Скорость движения воды при максимальном притоке v_s=0,1 м/с

H_s- расчетная глубина песколовки,принимаемая 0,8м

=3,78 м

Площадь живого сечения ω =Q/υ

ω=0,05/0,1=0,5 м²

Количество песка, задерживаемого в песколовках, для бытовых сточных вод надлежит принимать 0,03 л/чел×сут.

Объем задерживаемого песка:

 

W=4546×0,03 = 136,38 л/сут =0,14 м³/сут

Масса задерживаемого песка:

M=1500×0,14=210 кг/сут

Рассчитываем количество поступивших  в песколовку взвешенных веществ  за сутки для этого

Q_сут × К’_взв =4211,3×170=715921 г/сут=715,9 кг/сут

Количество песка не задержавшегося в песколовке равно

715,9 -210=505,9 кг/сут

Концентрация взвешенных веществ  на выходе К”_взв

К”_взв= ×1000=120,1 г/м³.

Отношение ширины к глубине отделения  — В:Н = 1:1,5

Отсюда ширина отделения равна 0,53 м, так как глубина Н=0,8

Интенсивность аэрациии — 3—5 м³/(м² × ч);

Для данной песколовки расход воздуха Q 2,36 ×3= 7,08 м³/ ч

Таблица 1. Сравнение песколовок

Параметры	Аэрируемая песколовка	Горизонтальная песколовка
Ширина, м	0,53	1
Глубина, м	0,8	0,5
Площадь,м2	2,03	10,56
Длинна, м	3,78	10,56
К”взв г/м3	120,1	137,6