Водоотведеніе

 

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………….…5

1. Определение основных расчетных параметров очистных сооружений 6

1.1 Расходы сточных вод 7

1.2 Определение концентрации загрязнений сточных вод 8

1.2.1 Определение концентрации по взвешенным веществам 9

1.2.2 Определение концентрации по БПК₅ 10

1.2.3 Определение приведенного населения 10

1.3 Определение необходимой степени очистки сточных вод 11

1.3.1 Определение степени смешения и разбавления сточных вод 11

водой водоема 11

1.3.2 Определение необходимой степени очистки по взвешенным веществам 12

1.3.3 Определение необходимой степени очистки по БПК₅ смеси сточных вод и воды водоема 13

1.3.4 Определение необходимой степени очистки по растворенному кислороду 13

1.3.5 Определение необходимой степени очистки по ПАВ 14

2. Решетки 15

3. Песколовки 16

3.1. Конструкции песколовок 16

3.2. Технология работы аэрируемых песколовок 17

3.3. Расчет аэрируемой песколовки 18

3.4. Расчет аэрационной системы 20

4. Первичные отстойники 20

4.1. Расчет первичных отстойников 22

5. Биологическая очистка 24

5.1. Принципы биологического удаления азота и фосфора 24

5.2. Расчет сооружений биологической очистки 27

5.3. Расчет отдельных частей биоблока 28

5.4. Вторичные отстойники 33

Заключение 35

Список использованных источников 36

 

 

 

1. Определение основных расчетных параметров очистных сооружений

 

К расчетным параметрам очистных сооружений относят:

1. расходы сточных вод
2. концентрации различных видов загрязнений
3. показатели требуемой степени очистки сточных вод

 

В данном курсовом проекте проводятся расчеты для определения новых   параметров  реконструируемой  очистной станции.  С ростом и развитием города происходит увеличение расходов сточных вод и концентраций загрязнений, как в стоках, так и в приемнике. В таблице 1 представлена динамика изменения качества и количества сточных вод.

 

Таблица 1 - Динамика изменения качества и количества сточных и речных вод

Показатели	Исходные  данные для проектирования	Исходные данные для реконструкции
Общее количество сточных вод, м3/сут	65000	91000
Промышленные сточные воды, м3/сут	14000	36400
Хозяйственно-бытовые сточные воды, м3/сут	51000	54600
Для производственных сточных вод
Содержание взвешенных веществ,	220	242
БПКполн,	350	385
Для речной воды
Содержание взвешенных веществ,	35	36,75
БПКполн,	2,25	2,36
Содержание ПАВ,	0,05	0,053

1.1 Расходы сточных  вод

 

При расчете новых параметров КОС определяют суточные, часовые и секундные расходы (средние, максимальные и минимальные).

Поскольку доля производственных сточных  вод в общем стоке менее 45%, расчетные расходы определяются в соответствии с требованиями СНиП 2.04.03-85 при помощи коэффициента общей неравномерности K_gen (табл.2[1]).

Расчетные расходы хозяйственно-бытовых  сточных вод:

  (1.1)

 

      (1.2)

 

      (1.3)

 

    (1.4)

где  К_сут = 1.2 – коэффициент суточной неравномерности,

 

    (1.5)

 

    (1.6)

 

    (1.7)

 

    (1.8)

 

где К_gen.max, К_gen.min – общие коэффициенты неравномерности притока сточных вод, согласно табл.2 [1] К_gen.max = 1.492, К_gen.min = 0.668.

Расчетные расходы производственных сточных вод:

 

     (1.9)

 

      (1.10)

 

Т.к. коэффициенты неравномерности  для производственных сточных вод  равны 1, то максимальные и минимальные  расходы совпадают со средними. 

Суммарные расходы сточных вод:

 

   (1.11)

 

    (1.12)

 

   (1.13)

 

    (1.14)

 

     (1.15)

 

    (1.16)

 

    (1.17)

 

1.2 Определение  концентрации загрязнений сточных  вод

 

Загрязнения в сточных водах  подразделяются на 4 категории:

1. минеральные
2. органические
3. бактериальные
4. специфические

Количество  загрязняющих веществ на одного жителя для определения их концентрации в стоках приведено в табл.25 [1]:

 

Показатель	Количество загрязняющих веществ на одного жителя, г/сут
Взвешенные  вещества	65
БПКполн неосветленной жидкости	75
БПКполн осветленной жидкости	40
Поверхностно-активные вещества (ПАВ)	2.5

1.2.1 Определение  концентрации по взвешенным веществам

 

Концентрация взвешенных веществ  в хозяйственно-бытовых стоках определяется по формуле:

   (1.18)

где  n = 210 л/чел·сут – норма среднесуточного водоотведения на одного жителя.

 

Общая концентрация взвешенных веществ:

   (1.19)

 – содержание взвешенных  веществ в производственных сточных водах, мг/л.

 

 

1.2.2 Определение  концентрации по БПК₅

 

БПК₅ в хозяйственно-бытовых стоках определяется по формуле:

   (1.20)

где  n = 210 л/чел·сут – норма среднесуточного водоотведения на одного жителя.

 

Общая концентрация взвешенных веществ:

    (1.21)

- БПК₅ для промышленных сточных вод (БПК₅=БПКполн/1.5)

 

1.2.3 Определение  приведенного населения

 

Влияние производственных сточных вод на состав общего стока учитывается по эквивалентному населению N_экв – число жителей, которое вносит такое же количество загрязнений, как данный расход промышленных стоков. Т.о. приведенное население:

     (1.22)

где  N – расчетное число жителей.

     (1.23)

 

N_экв определяется двумя способами, для расчета принимается большее.

     (1.24)

 

     (1.25)

 

 

1.3 Определение  необходимой степени очистки  сточных вод

 

Необходимая степень очистки определяется из санитарно-технических и гигиенических  условий сброса сточных вод в  водоем. Очистка бытовых сточных  вод ограничивается до степени, обеспечиваемой сооружениями полной биологической очистки.

1.3.1 Определение  степени смешения и разбавления  сточных вод

водой водоема

 

Коэффициент смешения а определяется по методу Фролова В.А. и Родзиллера И.Д.:

      (1.26)

где е – основание натурального логарифма

α – коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения:

       (1.27)

φ – коэффициент извилистости русла реки:

       (1.28)

где – расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по форватеру;

- расстояние от места  выпуска сточных вод до расчетного  створа по прямой;

 

ξ – коэффициент, для берегового выпуска ξ = 1

Е – коэффициент турбулентной диффузии, для равнинных рек:

       (1.29)

где - средняя глубина воды в реке; м

- средняя скорость воды  в реке, м/с

 

 

 

Кратность разбавления перед расчетным  пунктом водопользования находится по формуле:

      (1.30)

- расход воды в реке,

- среднесекундный расход сточных вод.

 

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 принимаем равным а = 0.85.

Дальнейшие  расчеты по требуемой степени  очистки сточных вод производим при а = 0.85, кратность разбавления:

 

1.3.2 Определение  необходимой степени очистки  по взвешенным веществам

 

Согласно  санитарным требованиям допустимое содержание взвешенных веществ:

    (1.31)

где р – допустимое увеличение концентрации взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод: для расчетного случая р = 0.25мг/л

b_en^реки – концентрация взвешенных веществ в воде водоема до спуска сточных вод, b_en^реки = 36,75 мг/л

 

Необходимая степень очистки сточных вод  по взвешенным веществам:

      (1.31)

 

1.3.3 Определение  необходимой степени очистки  по БПК₅ смеси сточных вод и воды водоема

 

Концентрация  загрязнений в сточных водах, удовлетворяющая санитарным требованиям:

  (1.32)

где L_ex – БПК очищенных сточных вод;

L_en^реки – БПК фоновое (в реке);

L_пр.доп. – предельно допустимая концентрация БПК_полн смеси сточных вод с речной водой в расчетном створе;

К_р и К_ст – константы скорости потребления кислорода, равные соответственно 0.1 и 0.15;

t – продолжительность перемещения сточных вод от места выпуска до расчетного створа, сут:

      (1.32)

 

 

Т.к. L_ex ≥ 10 мг/л, то доочистка не требуется.

Требуемая степень очистки:

     (1.33)

 

1.3.4 Определение  необходимой степени очистки  по растворенному кислороду

 

Начальный расчет производится без учета реаэрации – учитывается поглощение сточными водами только того растворенного кислорода, который содержится в речной воде у места сброса сточных вод. Если концентрация растворенного кислорода в речной воде не станет менее 4мг/л, то это снижение не произойдет и в дальнейшем.

   (1.34)

- БПК_полн реки.

 

Поскольку найденное L_ex > 10 мгО₂/л, расчет с учетом реаэрации можно не делать.

1.3.5 Определение  необходимой степени очистки  по ПАВ

 

Допустимая  концентрация ПАВ в сточных водах  составляет:

   (1.35)

где С^реки – концентрация ПАВ в воде водоема выше места сброса сточных вод, С^реки = 0.053 мг/л;

С_пр.доп. – предельно допустимая концентрация ПАВ в воде водоема, С_пр.доп. = 0.1мг/л;

 

 

Требуемая степень очистки:

     (1.36)

    (1.37)

где - концентрация ПАВ в производственных сточных водах

- концентрация ПАВ в  хозяйственно-бытовых сточных водах.

      (1.38)

 

 

 

В процессе полной очистки сточных  вод происходит удаление ПАВ до 80%.

2. Решетки

 

В последнее время в современных  конструкциях решеток используются тонкие прозоры от 2 до 6..8 мм. Вследствие чего вместо круглых и прямоугольных стержней устанавливаются тонкие пластины шириной 3-4 мм. Уменьшение прозоров позволило использовать намывные экраны, образующиеся на решетках с тонкими прозорами, что увеличивает эффективность задержания отбросов.

Расчет  решеток производится по скорости 1-1.4 м/с. Несколько большая величина максимально допустимой скорости обусловлена  тонкими прозорами и слабым продавливанием отбросов через решетки.

По  паспортным данным определяется площадь  живого сечения прозоров.

Количество  рабочих решеток принимается не менее двух. Исходя из максимального расхода сточных вод, равного 4911 м³/час, ориентировочно принимаем 3 рабочих решетки марки РС 1800L .

Ширина  прозоров:  мм;

Ширина  стержней: S = 3 мм;

Ширина  фильтрующей части: мм.

Количество  прозоров определяется по формуле:

       (2.1)

 

Общая ширина прозоров рассчитывается следующим образом:

мм     (2.2)

 мм 

Определяем  пропускную способность решеток:

      (2.3)

 

Подбираем параметры подводящего канала по таблице 44 [3]. Наиболее близкой к  ширине фильтрующей части решетки  является ширина канала равная 800 мм. При уклоне 0.001 канал будет пропускать полученный расход со скоростью 0.9 м/с при наполнении 0.64 м.

В связи с тем, что допустимая глубина  канала перед решеткой данной марки  составляет 1.5 м, принимаем к установке 2 рабочие решетки и выполняем перерасчет.

 

При этом расходе скорость движения воды в канале составляет 0.96 м/с, а высота воды в канале составляет 0.88м.

3. Песколовки

 

Песок представляет собой частицы крепких  горных пород ρ = 2.5-3 т/м³, обычно окатной формы.

Определить  количество песка прямыми замерами на коллекторах затруднительно.