Водовідведення.
Очистка стічних вод міста
Для підсушування затриманого в пісковловлювачі піску належить запроектувати піскові майданчики — прямокутні катри розміром ВxL, В — ширина карти; L — довжина карти. Об'єм рідини в кориті л потужність привідного електродвигуна барабану кВт габаритні розміри мм маса: фільтру з приводами кг найбільш важкого вузла (барабана) кг. Кількість реагентів слід визначати в розрахунках по FeCl3 та CaO, при… Читати ще >
Водовідведення. Очистка стічних вод міста (реферат, курсова, диплом, контрольна)
Пояснювальна записка до курсового проекту на тему «Водовідведення. Очистка стічних вод міста»
Вихідні данні
1. Добова кількість побутових стічних вод від населення: Qпоб =45 тис. м3/доб
2. Норма водовідведення по місту: а=190 л/ос.доб
3. Добова кількість промислових стічних вод підприємств, м3/добу: Q1 =1300; Q2 =7200; Q3 =5400
4. Концентрація завислих речовин в промислових стічних водах, г/м3: С1 =180; С2 =165; С1 =450;
5. Концентрація БСКпов в промислових стічних водах: г/м3: L1 =160; L2 =310; L3 =240;
6. Розрахункова температура стічних вод: Тсв =120С
7. Максимальна розрахункова годинна витрата стічних вод міста: Qmax =3060 м3/год
8. Середня розрахункова годинна витрата стічних вод за час аерації в аеротенку: Qсер.аер. =2910 м3/год
9. Дозволені концентрації завислих речовин в стічних водах для скидання після очисних споруд: Сдозв =15,5 г/м3
10. Дозволений БСКпов в стічних водах для скидання після очисних споруд: Lдозв =15,5 г/м3
11. Розрахункова кінцева вологість підсушеного піску на пісковому майданчику: Pnk =46%
12. faz/fat =0,55
Визначення додаткових умовних параметрів до загальної принципової схеми водовідведення міста
Кількість мешканців міста, ос:
Де = 38 000 м3/доб. — добова кількість побутових стічних вод від населення;
= 165 л/ос.доб. — норма водовідведення по місту;
ос Концентрація завислих речовин в побутових стічних водах від населення, г/м3:
г/м3
Концентрація БПКпов в побутових стічних водах від населення, г/м3:
г/м3
де 65 і 75 — відповідно, нормативна добова маса завислих речовин і в стічних водах в розрахунку на 1 мешканця (г/ос.доб.)
Загальна добова витрата побутових і промислових стічних вод міста, м3/доб:
де — витрати стічних вод від підприємств;
м3/доб.
Концентрація завислих речовин в суміші побутових і промислових стічних водах від населення, г/м3:
де — добова витрата кожного підприємства;
— концентрація завислих речовин для кожного підприємства;
г/м3
Концентрація БПКпов в суміші побутових і промислових стічних водах від населення, г/м3:
де — для кожного підприємства;
г/м3
Загальний перелік основних технологічних споруд
водовідведення місто пісковий майданчик а) блок механічної очистки:
— грати, пісковловлювачі, первинні відстійники;
б) блок біологічної очистки:
— аеротенки чи біофільтри, вторинні відстійники;
в) блок знезараження:
— хлораторна, змішувач, контактний резервуар;
г) блок обробки осаду:
— мулозгущувачі, метантенки, газгольдери, вакуум-фільтри, резервні мулові майданчики.
Розрахунок основних технологічних споруд
Розрахунок гратів
Визначаємо розрахункову секундну витрату стічних вод для грат:
м3/с.
Діапазон розрахункової витрати на 1 грати при 2-х 3-х робочих агрегатах:
Приймаємо 2 грати типу МГ-7Т; Нmax=0,9 м.
Для прийнятого типу грат:
— будівельна глибина каналу Нк=1200мм;
— кількість прозорів nпр=31;
— ширина прозора bпр=16мм;
— товщина стержнів Sст=8мм
— ширина каналу В=100мм;
— ширина каналу в місці встановлення грат А=1140мм.
Загальна ширина прозорів:
.
Загальна корисна площа прозорів:
.
Швидкість руху води в прозорах при попередньо визначеній кількості робочих грат:
.
Кількість затриманих на гратах забруднень, для чого розраховуємо приведену кількість населення для загального потоку стічних вод міста:
де — умовна (еквівалентна) кількість мешканців, які могли б внести таку ж масу забруднень (завислих речовин), як весь сумарний потік промислових стічних вод підприємств;
— кількість мешканців міста.
Тоді загальна добова маса затриманих на гратах забруднень:
де [л/ос.рік] - норматив затриманих на гратах забруднень на 1 особу, знаходимо за табл. 23;
[кг/м3] - густина забруднень, згідно п. 5.13
Втрати напору на гратах:
де — коефіцієнт місцевого опору:
— коефіцієнт, що враховує забрудненість поверхні грат під час експлуатації.
.
Розрахунок пісковловлювачів
Приймаємо аеровані горизонтальні пісковловлювачі.
Для аерованого горизонтального пісковловлювача необхідно визначити кількість відділень, їх ширину, глибину і довжину.
Згідно табл. 11.4 можливі два типорозміри відділень, проаналізуємо їх: (А) — ширина м, глибина м, довжина м.
(Б) — ширина м, глибина м, довжина м.
Дозволений діапазон швидкості води в максимальній витраті складає
0,08…0,12 м/с.
Визначаємо діапазон можливих витрат стічної води через 1 відділення для обох варіантів типорозмірів:
м3/год, а також, відповідно, необхідну кількість відділень:
типорозмір (А):
м3/год
шт. вибираємо цей варіант типорозмір (Б):
м3/год
шт.
Приймаємо до проектування 2 відділення типорозміру (А).
Визначаємо фактичну швидкість руху води:
де — фактична кількість відділень.
Приймаємо Vфак=0,068 м/с.
Фактична тривалість перебування води в пісковловлювачі:
не є меньшою в порівнянні з рекомендаціями п. 6.28, де зазначено, що час перебування води в пісковловлювачі складає 2…3 хв.
Розрахунок піскових майданчиків
Для підсушування затриманого в пісковловлювачі піску належить запроектувати піскові майданчики — прямокутні катри розміром ВxL, В — ширина карти; L — довжина карти.
Визначаємо розміри та кількість піскових майданчиків.
Об'єм затриманого піску WПО, м3/рік:
m =0,03 л/ос.доб — нормативний об'єм піску на 1 особу на добу.
Необхідна площа піскових майданчиків:
aпм — рекомендоване річне навантаження на пісковий майданчик,
aпм = 3 м3/м2рік Приймаємо 3 піскових майданчика, розмірами 20×25 м.
Розрахунок первинних відстійників
Приймаємо радіальні відстійники.
Розрахунок відстійників відбувається за кінетикою випадання завислих речовин з урахуванням необхідного ефекту освітлення.
Визначаємо необхідну проектну ефективність роботи відстійника:
Початкова концентрація завислих речовин в стічних водах:
г/м3.
— концентрація завислих речовин, яка повинна бути в стічній воді після первинних відстійників.
=150 г/м3.
Приймаємо 6 відстійників.
Розраховуємо розрахункову гідравлічну крупність речовин, які повинні бути затримані в радіальному відстійнику:
де м — глибина проточної частини відстійника,
— коефіціцєнт використання об'єма проточної частини відстійника;
с — тривалість відстоювання, знаходиться за табл. 30;
За допомогою лінійної інтерполяції знаходимо
м
— показник ступеня;
мм/с
Пропускна спроможність відстійника:
де Dset — діаметр відстійника, м;
dset — діаметр випускного пристрою, м
dset = 0,9 м
нth — турбулентна складова швидкості осідання завислих речовин, (мм/с)
нth=0
м3/год
Визначаємо необхідну кількість відстійників:
Приймаємо 6 відстійників з розмірами: D=24м, b=2м, l = 20 м, h=3м.
Розрахунок аеротенків
Приймаємо аеротенк — витискувач.
Визначаємо необхідність регенерації активного мулу.
Згідно табл.25 норматив за БПК на одну особу для неосвітленої стічної та для освітленої води складають 75 та 40 г/ос.доб.
Тому коефіцієнт зниження БПК в системі механічного очищення (Квх):
Отже, значення БПК стічної води, що потрапляє до аеротенку (Len аер):
г/м3
Len аер?150 г/м3, тому застосовуємо аеротенк з регенерацією активного мулу.
Призначаємо орієтновний діапазон і поточні значення дози активного мулу (АМ) аі, г/л:
аі = 3; 3,3; 3,6; 3,9 г/л та мінімальний дозволений ступінь ркциркуляції АМ Rі: Rі=0,3.
Розраховуємо 4 значення дози АМ в регенераторі аг, г/л:
;
;
;
Розраховуємо 4 значення тривалості аераціїі tаt, год:
— БПК очищеної води, Розраховуємо 4 значення питомої швидкості окислення с (мг БПКповн/г.бз.год):
— макстмальна швидкість окислення, мгБПК/(г· год),
=85 мг БПКповн /(г· год),
— концентрація розчиненого кисню, мг/л,
= 2мг/л,
— константа, що характеризує властивості органічних забруднюючих речовин, мг БПКповн /л,
= 33 мг БПКповн /л,
— константа, що характеризує вплив кисню, мг О2/л,
= 0,625 мг О2/л,
— коефіцієнт інгібіровання продуктами розпаду активного мулу, л/г,
= 0,07 л/г.
Розраховуємо 4 значення тривалості окислення органічних речовин t0, год:
— БПКповн поступаючий в аеротенк стічної води (з урахуванням зниження БПК при первинному відстоюванні), мг/л,
— зольність мула,
= 0,3
Розраховуємо 4 значення тривалості регенерації АМ tr, год
год Розраховуємо 4 значення навантаження на АМ qi, (мг БПКповн/г бз· доб):
(мг БПКповн/г бз· доб)
(мг БПКповн/г бз· доб),
(мг БПКповн/г бз· доб),
(мг БПКповн/г бз· доб),
(мг БПКповн/г бз· доб).
Розраховуємо 4 значення мулового індексу Ii, (см3/г):
Будуємо графоаналітичний комплекс в осях, та де визначаємо значення оптимальної дози активного мулу та мулового індексу. Малюнок 1.
Оптимальна доза активного мулу = 3,05 г/л.
мулового індексу:
Визначаємо розрахункові об'єми
1. Місткість аеротенку:
= Qсер=2500 м3/год Приймаємо = 2 год.
Розраховуємо місткість регенератора:
год
;
год
год Загальний об'єм:
Визначаємо відсоток регенерації :
Приймаємо до проектування 4 коридора з 50% регенерацією, 2 коридора під регенерацію.
Ширина коридора — 4,5 м.
Робоча глибина аеротенка — 3,2 м.
Довжина секції - 42 м.
Кількість секцій :
Розрахунок вторинних відстійників
Приймаємо радіальний відстійник діаметром 24 м.
Вторинні відстійники розраховують по гідравлічному навантаженню.
Гідравлічне навантаження:
де — коефіцієнт використання об'єму зони відстоювання;
— глибина відстійника
[м3/м2.год.]
Визначаємо кількість відстійників діаметром 24 м.
Діаметр вхідної труби den = 0,9 м.
Площа поверхні вторинних відстійників, м2:
[м2]
Площа поверхні одного відстійника:
[м2]
Отже, кількість відстійників:
Приймаємо 4 вторинних відстійників діаметром 24 м.
Знезараження стічних вод
Блок знезараження складається з хлораторної, змішувача і контактного резервуара.
1. Підбираємо кількість хлораторів типу «ЛОНИИ — 100».
Розраховуємо годинну кількість потрібного активного (газоподібного) хлору:
де [г/м3] - доза активного хлору за п. 6.223;
— коефіцієнт можливого збільшення дози хлору за п. 6.223 прим. 2;
[кг/год.]
Продуктивність одного хлоратора:
кг/год. З кроком 1,3 кг/год.
Приймаємо до проектування 2 робочих і 1 резервний хлоратор типу «ЛОНИИ — 100 «з продуктивністю :
[кг/год.], приймаємо 7,5 кг/доб.
2. В якості змішувача приймаємо «Лоток Паршаля» типорозмірного ряду за табл.16.2 в залежності від Qзаг, м3/год.
А = 1,73 мНА = 0,61 м В = 0,9 мНB=0,59 м С = 1,3 мН = 0,63 м
D = 1,68 мL = 6,6 м Е = 1,7 мls = 7,4 м
l= 11 м
lзаг = 13,97 м
b = 1 м
3. В якості контактного резервуара використовують горизонтальний відстійник.
Загальний розрахунковий об'єм контактного резервуара:
м3,
де [хв] - тривалість контакту хлору зі стічною водою;
[м3]
Розмір контактного резервуара:
L = 24 м В = 9 м Н = 2,8 м.
Їх кількість:
Приймаємо 4 таких резервуари.
Споруди блоку обробки осаду та надлишкового АМ
Розрахунок мулозгущувачів І ступеня
Оскільки необхідний об'єм мулозгущувача менший ніж 200 м3, до проектування приймаємо вертикальний мулозгущувач.
Розраховуємо масу твердої частини надлишкового АМ:
Рі — приріст АМ в аеротенках, мг/л:
Сcdp — концентрація завислих речовин в стічній воді, що поступає в аеротенк, Кg — коефіцієнт приросту; для міських і близьких до них склодом промислових стічних вод Кg = 0,3.
Маса рідкої частини НАМ:
РНАМ — вологість НАМ, %
РНАМ = 99%.
Маса НАМ :
Знаходимо об'єм НАМ:
густина НАМ Маса твердої частини згущеного АМ (ЗНАМ):
Маса рідкої частини ЗНАМ:
РЗНАМ — вологість ЗНАМ для вертикального згущувача 98%
Маса мулової води:
Об'єм мулової води:
Маса ЗНАМ:
Об'єм ЗНАМ:
Об'єм мулозгущувача:
tсер.зг — середня тривалість згущення,
tсер.зг =10−12 год.
tнакоп.мв — середня тривалість накопичення мулової води, приймаємо 2 год.
Визначаємо загальну площу вертикального мулозгущувача:
нцт — швидкысть руху НАМ в центральній трубі мулозгущувача, приймаємо 0,1 м/с;
нмзгІ(в) — швидкысть руху води у вертикальному МЗГІ, приймаємо 0,1мм/с приймаємо 0,1 м/с.
Підбір мулозгущувача:
Діаметр МЗГІ Dв = 6 м Площа одного 28,2 м2.
den = 0,25 м — діаметр вхідної труби кількість :
Приймаємо до проектування 2 МЗГІ.
Розрахунок метантенків
Маса твердої частини сирого осаду (СО):
Де — вхідна концентрація завислих речовин перед первинними відстійниками, г/м3;
— вихідна фактична концентрація завислих речовин після первинних відстійників, г/м3;
Об'єм СО:
РСО — вологість СО, %
РНАМ = 93%.
густина СО Маса рідкої частини СО:
Загальна маса СО:
Вологість суміші:
Об'єм метантенку:
DМТ — добове
завантаження метантенку в залежності від режиму зброджування, залежить від вологості суміші, приймаємо за табл. 59.
Приймаємо мезофільний режим зброджування.
DМТ = 10%
Приймаємо до проектування 4 метантенка 902−2-228 V=1600 м3 з такими типорозмірами:
номер проекта 902−2-228
діаметр м корисний об'єм одного резервуара м3
висота: верхнього конуса м циліндричної частини м нижнього конуса м будівельний об'єм: будівлі обслуговування м3
кіоску газової мережі м3
Розрахунок газгольдерів
Маса беззольної речовини СО:
Рг (СО) — гідроскопічна вологість СО, приймаємо 5%
ЗСО — зольність СО, приймаємо 27%.
Маса беззольної речовини ЗНАМ :
Ргам — гідроскопічна вологість АМ, приймаємо 6%
Зам — зольність АМ, приймаємо 25%.
Маса беззольної речовини стабілізованої суміші :
Максимально можливий теоретичний ступінь зброджування органічної речовини стабілізованої суміші, %:
— максимально можливий теоретичний ступінь зброджування СО,
— максимально можливий теоретичний ступінь зброджування активногомулу.
Розпад беззольної речовини стабілізованої суміші,%:
— коефіцієнт, що залежить від вологості осаду та режиму зброджування, приймається згідно табл. 61;
— добове завантаження метантенку;
Ступінь розпаду беззольної речовини, А, кг розп. бз/кг бз:
Питомий вихід газу при зброджуванні стабілізованої суміші:
у=А· у2, м3/кг бз у2= =м3/кг бз
mr, кг газу/кг розп бз — беззольної питомий вихід газу (кг) на 1 кг роз падаючої речовини (п. 6.354)
у=0,44· 1=0,44 м3/кг бз Добовий об'єм газу при зброджуванні стабілізованої суміші, м3/доб:
Необхідний об'єм газгольдерів:
tнакоп. — тривалість накопичування газу в газгольдері, год (за[2] п. 6.359)
м3
Згідно табл. 36.6 підбираємо газгольдер:
Приймаємо 3 газгольдера з м3.
номер типового проекту 7−07−02/66
об'єм газгольдера м3
внутрішній діаметр резервуара мм колокола мм висота газгольдера мм резервуара мм колокола мм витрата метану 25т
Кондиціонування осаду
Згідно п. 6,368: осад міських стічних вод, що підлягають механічному обезводненню, повинні підлягати попередній обробці - ущільненню, промивці (для збродженого осаду), коагулюванню хімічними реагентами. Необхідність попередньої обробці осадів промислових стічних вод слід встановлювати експериментально.
З п. 6.373: в якості реагентів при коагулюванні осадів міських стічних вод слід використовувати хлорне залізо чи сіркокисле окисле залізо і вапно у вигляді 10-% вих розчинів. Добавку вапна в осад слід передбачати після вводу хлорного чи сіркокислого окисленого заліза.
Кількість реагентів слід визначати в розрахунках по FeCl3 та CaO, при цьому їх дози при вакуумфільтруванні слід приймати, % до маси сухої речовини осаду:
для зароджуваного осаду первинних відстійників: FeCl3 — 3−4, CaO — 8−10;
для збродженої промивної суміші осаду первинних відстійників і надлишкового активного мула: FeCl3 — 4−6, CaO — 12−20;
для сирого осаду первинних відстійників: FeCl3 — 1,5−3, CaO — 6−10;
для суміші осаду первинних відстійників і згущеного надлишкового активного мула: FeCl3 — 3−5, CaO — 9−13;
для згущеного надлишкового мула з аеротенків: FeCl3 — 6−9, CaO — 17−25.
Розрахунок вакуум-фільтрів
Площа робочої поверхні вакуум-фільтрів:
де — навантаження за сухою речовиною на поверхню вакуум-фільтра, табл. 62;
[год./змін.] - тривалість роботи вакуум-фільтра на протязі 8-годинної зміни, табл. 12;
[змін./доб.] - кількість змін роботи вакуум-фільтра на протязі доби;
м2
За табл. 37.3 приймаємо для проектування 8 вакуум-фільтрів марки БОУ-10−2,6 з такими параметрами:
площа поверхні фільтрування м2
діаметр барабану мм довжина барабану мм частота обертів барабану об/хв.
об'єм рідини в кориті л потужність привідного електродвигуна барабану кВт габаритні розміри мм маса: фільтру з приводами кг найбільш важкого вузла (барабана) кг
Розрахунок резервних мулових майданчиків
Резервні мулові майданчики (РММ) розраховуються на 20% від добового об'єму стабілізованої суміші:
Добовий об'єм стабілізованої суміші:
[м3/доб.]
Площа робочої частини РММ:
де [м3/м2.рік.] - навантаження на мулові майданчики, приймається за табл. 64;
[м2]
Площа зимового наморожування на РММ:
де [діб] - тривалість зимового наморожування, за рис.3;
м — висота шару зимового наморожування, за п. 6.395;
— коефіцієнт резервування площі РММ для зимового наморожування, за п. 6.395;
[м2]
Загальна площа РММ:
[м2]
Приймаємо 14 резервних мулових майданчиків м.
[м2]
Список використаної літератури
Яковлев С.В., Карелин Я. А. та др. «Канализация» М.: Стройиздат, 1975;632с.
СНиП 2.04.03−85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» М.: Госстрой СССр, 1986;72с.
«Канализация населенных мест и промышленных предприятий» Справочник проектировщика М.: Стройиздат, 1981;639с.
Василенко А.А. «Водоотведение. Курсовое проектирование» М.: Вища школа, 1988;256с.
Лукиных А.А., Лукиных Н. А. «Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Павловского Н.Н.» Справочное пособие М.: Стройиздат 1987;152с.
Малько В.Ф. «Водовідведення. Очистка стічних вод» Методичні вказівки до виконання КП К.: КНУБА 2001;52с.