Проектирование очистных канализационных сооружений населенного пункта и железнодорожной станции

растворенного кислорода, мг/л (принимаем равной 2)
ke - константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ
ko - константа, характеризующая влияние кислорода
φ - коэффициент ингибирования продуктами распада активного или, л/г

Определение продолжительности окисления органических загрязнений (СНиП т.54):

где: S – зольность ила, принимается равной 30% по т.40 СНиПа
Вычислим продолжительность регенерации:

Определим продолжительность пребывания воды в системе «аэротенк – регенератор»:
.
Определим объем аэротенка Wat СНиП ф.58 и регенератора Wr ф.59
.
.
Определим суммарный объем аэротенка
W = Wa + Wr = 3552 + 2421 = 5973 м3.
Проверим иловый индекс:
Определим иловой индекс активного ила:


По т.41 СНиП определяем иловой индекс, который соответствует этой нагрузке:
Ji = 75,7 см3/г.
Рассчитанный иловый индекс не совпадает с принятым в начале расчета, поэтому продолжаем итерации.
Степень рециркуляции, который соответствует этому иловому индексу определяется по ф.52 СНиПа:

Рассчитываем БПК в начале аэротенка с учетом разбавления (СНиП стр.36)
мг/л.
Рассчитываем время пребывания сточной воды в аэротенке:

Определяем дозу ила в регенераторе:

Определим удельную скорость окисления органических загрязнений:


Определение продолжительности окисления органических загрязнений (СНиП т.54):

Вычислим продолжительность регенерации:

Определим продолжительность пребывания воды в системе «аэротенк – регенератор»:
.
Определим объем аэротенка Wat СНиП ф.58 и регенератора Wr ф.59


Определим суммарный объем аэротенка
W = Wa + Wr = 3294 + 1938 = 5232 м3.
Проверим иловый индекс:
Определим иловой индекс активного индекса:


По т.41 СНиП определяем иловой индекс, который соответствует этой нагрузке:
Ji = 73,1 см3/г.
Рассчитанный иловый индекс не совпадает с принятым в начале расчета, поэтому продолжаем итерации.
Степень рециркуляции, который соответствует этому иловому индексу определяется по ф.52 СНиПа (примем дозу ила 3,5 г/л):

Рассчитываем БПК в начале аэротенка с учетом разбавления (СНиП стр.36)
мг/л.
Рассчитываем время пребывания сточной воды в аэротенке:

Определяем дозу ила в регенераторе:

Определим удельную скорость окисления органических загрязнений:


Определение продолжительности окисления органических загрязнений (СНиП т.54):

Вычислим продолжительность регенерации:

Определим продолжительность пребывания воды в системе «аэротенк – регенератор»:
.
Определим объем аэротенка Wat СНиП ф.58 и регенератора Wr ф.59


Определим суммарный объем аэротенка
W = Wa + Wr = 3373 + 2342 = 5715 м3.
Проверим иловый индекс:
Определим иловой индекс активного индекса:


По т.41 СНиП определяем иловой индекс, который соответствует этой нагрузке:
Ji = 75,4 см3/г.
Степень рециркуляции, который соответствует этому иловому индексу определяется по ф.52 СНиПа:

Рассчитываем БПК в начале аэротенка с учетом разбавления (СНиП стр.36)
мг/л.
Рассчитываем время пребывания сточной воды в аэротенке:

Определяем дозу ила в регенераторе:

Определим удельную скорость окисления органических загрязнений:


Определение продолжительности окисления органических загрязнений (СНиП т.54):

Вычислим продолжительность регенерации:

Определим продолжительность пребывания воды в системе «аэротенк – регенератор»:
.
Определим объем аэротенка Wat СНиП ф.58 и регенератора Wr ф.59


Определим суммарный объем аэротенка
W = Wa + Wr = 3373 + 2253 = 5626 м3.
Проверим иловый индекс:
Определим иловой индекс активного индекса:


По т.41 СНиП определяем иловой индекс, который соответствует этой нагрузке:
Ji = 75,4 см3/г.
Подбираем четыре секции 2-х коридорного аэротенка-смесителя с шириной каждого коридора 4 м, длиной 40 м, рабочей глубиной 4,5 м и объемом каждой секции 1440 м3. Общий объем аэротенков 5760 м3.
Аэротенки-смесители можно использовать для очистки высококонцентрированных сточных вод, в них меньше сказывается влияние токсических веществ и резких колебаний расходов. В связи с этим аэротенки-смесители рекомендуется применять для очистки городских сточных вод с примесью значительного количества промышленных сточных вод, содержащих токсические органические вещества в допускаемых пределах.
Для очистки высококонцентрированных сточных вод аэротенки-смесители целесообразно применять в качестве первой ступени.


Рис. 6 Аэротенк-смеситель

3.6. Расчет вторичных отстойников

Из-за значительного расхода сточных вод вторичные отстойники проектируем радиального типа. Расчет ведется по нагрузке qssa, [м3/м2ч] по СНиП ф.67. Принимаем H, м, ориентируясь на типовые отстойники. Строительная высота вторичных отстойников диаметром 40 м равна 3,65 м, где Hset = 3,65 – 0,3 = 3,35 м.
где: 0,3 - высота нейтрального слоя

где: Kss - коэффициент отстаивания объема зоны отстаивания, принимаемый для радиальных отстойников - 0,4;
at - следует принимать не менее 10 мг/л, принимаем 12 мг/л; Значения Ji и ai берем из расчета аэротенка ( Ji=74 см3/г, ai = 3 г/л)
м3/м2ч.
Определим площадь всех отстойников F, м2

Задаемся диаметром отстойников Dset = 25 м. Принимаем три отстойника. Определим площадь поверхности одного отстойника

Определим число отстойников

Принимаем 3 шт. типовых отстойников D = 25 м.


4. Расчет сооружений по обработке осадков

Количество сырого осадка:

K = 1,1 - коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ, не улавливаемых при отборе проб для анализов (равный 1,1 - 1,2);
Cex = 258 - концентрация взвешенных веществ в воде, поступающие на первичные отстойники;
Q = 25645 - средний расчетный расход сточных вод;
Э = 0,4 - эффективность задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках.
Объем сырого осадка вычисляем по формуле:

γ =1 т/м3 плотность осадка;
Вл = 95% влажность сырого осадка.
Расход избыточного активного ила:

а - коэффициент прироста активного ила (0,3 - 0,5), принимаем равным 0,3;
La = 294 - БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды;
b - вынос активного ила из вторичных отстойников (12 -15 мг/л ), принимаем равным 15 мг/л.
Объем избыточного активного ила:

Вл = 97,5% - влажность неуплотненного активного ила.
Определение средней влажности смеси активного ила и сырого осадка:


4.1. Расчет илоуплотнителя

Рассчитываем прирост активного ила:
П = 0,8 · Вв + 0,3Lа
где Вв - количество взвешенных веществ, поступающих в аэротенк;
Lа - БПК сточной воды, поступающей в аэротенк.
П = 0,8∙137 + 0,3∙294 = 178,6 мг/л

Максимальный прирост:
Пмах = К∙П = 1,2∙178,6 = 214,3 мг/л
Максимальный приток избыточного активного ила при его концентрации С = 20 г/л
.
Предполагаем, что будут использованы два радиальных илоуплотнителя. Согласно СНиП 2.04.03-85 при С = 20 г/л принимаем расчетную нагрузку на площадь зеркала уплотнителя q ≈ 0,3 м3/(м2∙ч). Полезная площадь поперечного сечения радиальных илоуплотнителей
.
Диаметр радиального илоуплотнителя высчитываем

Принимаю три радиальных илоуплотнителя диаметром D = 5 м (два рабочих и 1 резервный). Необходимая высота рабочей зоны при продолжительности уплотнения 8 ч составит Н = 0,3*5 = 1,5 м.
Общая высота илоуплотнителя при использовании илосркеба
Но = 1,5 + 0,3 + 0,3 = 2,1м.

4.2.Расчет метантенка

Расчет метантенков заключается в определении необходимого их объема в зависимости от количества поступающего в них сырого осадка и избыточного активного ила. Расчет расхода осадка и ила по беззольному веществу при зольности осадка Зос = 30%, зольности активного ила Зил = 25% и гигроскопической влажности осадка и ила Вг и Вг' равной 5%:





Средние значение зольности

Требуемый объем метантенка:

Д - суточная доза загрузки осадка в метантенк, в %
При влажности исходной смеси 97% доза загрузки для термофильного режима составит Д = 19%. Принимаем 2 типовых метантенка d = 16,6 м, полезным объемом одного резервуара 2500 м3. Высота верхнего конуса 2,5 м, цилиндрической части 12,5 м , нижнего конуса 3,05 м.
Распад беззольного вещества:
Rr = Rlim - Kr·Д = 47,3 - 0,17 · 19 = 44%
Kr = 0,17 - коэффициент зависящий от влажности осадка (таблица 61 СНиП 2.04.03-85)
Максимально возможное сбраживания беззольного вещества осадка, т.е. предел сбраживания
Rlim = (ао · Обез+ аи · Ибез)/Мбез = (53·6,2 + 44·10,8)/17 = 47,3%
ао = 53%, аи = 44% - пределы распада осадка и ила.
Выход газа:

Суммарный выход газа:

Для выравнивания давления газа в газовой сети предусматриваем мокрые газгольдеры, вместимость которых Vг, рассчитывается на 2-4 часовой выход газа:
.
Принимаем 2 газгольдера V = 400 м3 с внутренним диаметром резервуара 7,7 м, колокола 7 м, высота газгольдера 10,3 м, резервуара 5 м и колокола 5,1 м.

4.3. Расчет аварийных иловых площадок

Количество осадка 258 м3/сут или 258·60 дней = 15480 м3. Принимаем иловые площадки на искусственном основании с дренажом. Определим полезную площадь иловых площадок:

где
Vос - двухмесячный объем осадка, Vос = 15480 м3;
qил - нагрузка на площадку, составляющая 1,5 м3/м2.

Общая площадь иловых площадок составит:
Fобщ = 1,2 · Fпол = 1,2 · 10320 = 12384 м2.
1,2 - коэффициент, учитывающий наличие пандусов и откосов. Принимаем карты размером 40 х 100 м. Тогда число карт равно:
.

4.4. Расчет фильтр-прессов

Расчет фильтр-прессов ведется по формулам, предоставленным лабораторией МГСУ.
Количество сухого вещества обезвоженного осадка в сутки определяется по зависимости:
,
где Мсух - количество осадка на станции; Р - среднее значение влажности.
Принимаем производительность фильтр-прессов П = 7 кг/ч (по табл.62 СНиП). При работе фильтр-прессов 8 часов в сутки необходимая площадь фильтров составит:

Принимаю один рабочий и один резервный фильтр-пресс ФПАКМ-5У.

Рис. 7 Фильтр-пресс
Заключение

Согласно заданию на курсовой проект были запроектированы очистные сооружения для полной биологической очистки сточных вод населённого пункта с суточным расходом 25645 м3/сут, при концентрации взвешенных веществ в смеси бытовых и производственных сточных вод 258 мг/л и концентрации органических загрязнений по БПКполн 294 мг/л.
Выбрана приемная камера
Для механической очистки сточных вод приняты следующие сооружения: механическая ступенчатая решетка, аэрируемая песколовка, первичные радиальные отстойники.
Для биологической очистки сточных вод приняты следующие сооружения: аэротенки-смесители и вторичные отстойники.
Для обеззараживания сточных вод принято хлорирование.

6. Список литературы

РД-07-367-00
СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения
СНиП 23-01-99 "Строительная климатология"
РД 52.24.643-2002 Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям
ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».
Амбросова Г.Т., Глазков Д. В. Водоотведение и очистка сточных вод. Сооружения механической очистки: Методические указания для выполнения курсового проекта. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2009
СНиП 2.04.03-85. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Канализационные наружные сети и сооружения, 1986
Оборудование водопроводно-канализационных сооружений/ А.С.Москвитин, Г.М.Мирончик, Р.Г. Шапиро; Под ред. А.С. Москвитина. М.: Стройиздат, 1979. 430 с.
Справочник проектировщика: канализация населенных мест и промышленных предприятий/ Ред. В.Н.Самохин. М.: Стройздат, 1981. 638 с.
Глазков Д.В. Водоотведение и очистка сточных вод. Сооружения биологической очистки. Методические указания для выполнения курсового проекта. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2011.
Глазков Д.В. Водоотведение и очистка сточных вод. Сооружения для обработки осадков. Методические указания для выполнения курсового проекта. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2011








34