Проект на побудову каналізаційної насосної станції

З М І С Т

1. Дані про місцерозташування об'єкту

1.1 Місцерозташування міста

1.2 Гельєф об'єкта каналізування

1.3 Геологічні та гідрогеологічні дані

1.4 Метеорологічні дані

1.5 Дані про водойму-приймача стічних вод

1.6 Існуючі каналізаційні споруди і каналізаційна мережа

1.7 Енергопостачання району будівництва

2. Вихідні дані до проекту

2.1 Терміни та послідовність проектування та будівництва

2.2 Розрахункова кількість водостоживачів

2.3 Прийняті проектом норми водовідведення

2.4 Розрахункові показники промислових підприємств прийняті для визначення кількості стічних вод

3. Розрахункові витрати стічних вод

3.1 Визначення середніх витрат стічних вод від населення міста

3.2 Витрати стічних вод від промислових підприємств

3.3 Сумарні розрахункові витрати стічних вод населеного пункту і промислових підприємств

4. Розрахунок конструкції забруднень стічних вод

4.1 Концентрації забруднень побутових СВ

4.2 Концентрації забруднень промислових підприємств

4.2.1 Концентрації забруднень молокозаводу

4.2.2 Концентрації забруднень станкобудівельного заводу

4.2.3 Концентрації забруднень шарикопідшипного заводу

4.3. Середні концентрації забруднень суміші побутових і виробничих стічних вод

5. Розрахунок необхідного ступеня очистки стічних вод

5.1 Розрахунковий коефіцієнт змішування стічних вод з водою річки

5.2 Розрахунок необхідного ступеня очистки стічних вод по допустимій БПК

5.3 Визначення необхідного ступеня очистки по завислим речовинам

5.4 Розрахунок необхідного ступеня очистки по розчиненому у воді водоймища кисню

6. Опис і розрахунок основних споруд для відведення і очистки стічних вод

6.1 Мережі і колектори

6.1.1 Розрахункові витрати стічних вод на ділянки колекторів

6.1.2 Вибір матеріалу труб для каналізаційної мережі

6.1.3 Гідравлічний розрахунок колекторів

6.2 Насосна станція

6.2.1 Напірні водогони

6.2.2 Підбір насосів

6.2.3 Приймальні резервуари

6.3 Розрахунок основних споруд очистки стічних вод

6.3.1 Технологічна схема очистки СВ

6.3.2 Решітки дробарки

6.3.3 Аеровані піскоуловлювачі

6.3.4 Первинні відстійники

6.3.5 Аеротенки

6.3.6 Вторинні відстійники

6.3.7 Споруди для знезараження стічних вод

6.3.8 Мулоущільнювачі

6.3.9 Метантепки

6.3.10 Мулові майданчики

6.3.11 Повітродувна станція

6.3.12 Гідравлічний розрахунок труб і комунікацій

7. Розрахунок споруд для техніко-економічного порівняння варіантів

8. Техніко-економічне порівняння варіантів

8.1 Капітальні витрати по варіантах

8.2 Експлуатаційні витрати по варіантах

8.3 Приведені витрати по варіантах

9. Генплан майданчика очисних споруд

9.1 Допоміжні будівлі і поруди

9.1.1 Насосна станція сирого осаду первинних відстайників

9.1.2 Насосна станція перекачки активного мулу

9.1.3 Інжекторних метантенків

9.1.4 Насосна станція дренажної мулової води

9.1.5 Котельня

9.2 Генплан площадки і благоустрій

9.3 Випуск стічних вод

9.4 Методи контролю за роботою очисних споруд. Диспетиризація і автоматизація

9.5 Рекомендації по техніці безпеки при експлуатації очисних споруд

10. Санітарно-технічні системи об'єкту

11. Технологія і організація робіт при будівницвтві насосної станції

11.1 Характеристика споруди і її конструтивні особливості

11.2 Склад і об'єм будівельно-монтажних робіт

11.2.1 Визначення розмірів земляних робіт

11.2.2 Вибір технічних засобів для виконання земляних робіт

11.2.3 Техніко-економічний вибір екскаваторів

11.2.4 Визначення марки і кількості вантажних автомобілів для транспортування зайвого грунту

11.2.5 Вибір кранів для монтажу споруд ВіВ

11.2.6 Техніко-економічне порівняння кранів

11.3 Складання калькуляції трудових витрат і таблиці технологічних розрахунків

11.3.1 Технологічна карта на торкретування стін і дна насосної станції

11.3.2 Область застосування

11.3.3 Організація і технологія будівельного процесу

11.4 Будівельний генеральний план об'єкту

11.4.1 Розрахунок складів

11.4.2 Розрахунок тимчасових приміщень

11.4.3 Розрахунок тимчасового водопостачання

11.4.4 Енергопостачання будівельного майданчика

11.4.5 Техніко-економічні показники будгенплану

12. Охорона праці

12.1 Організація охорони праці при будівництві насосної станції

12.2 Аналіз шкідливих та небезпечних факторів

12.3 Розробка заходів з охорони праці при будівництві

12.4 Розрахунок занулення трансформатора живлення

12.5 Розрахунок заземлення

12.6 Вимоги пожежної безпеки

13. Техніко-економічні розрахунки і показники проекту

13.1 Капітальні вкладення

13.2 Експлуатаційні витрати

13.3 Техніко-економічні показники проекту

В с т у п

В даному дипломному проекті проводяться розрахунки та даються рекомендації по каналізації міста Л.

Кількість населення становить 227 331 людей. Крім цього, в місті Л. знаходиться три підприємства, які користуються послугами каналізації і стапкобудівельний завод, шарикопідшипний завод і молокозавод.

Для забезпечення відведення стічних вод на очисні споруди в дипломному проекті розробляється повна роздільна система каналізації міста, яка передбачає окреме відведення на відповідні очисні споруди господарсько-побутових і виробничих стічних вод однією мережею труб та дощових вод іншою.

Очисні споруди проєктуємо на механічну та повну біологучну очистку стічних вод з наступним їх знезараженням.

Для обслуговування безперервно зростаючого міського населення при зростаючих нормах водоспоживання та водовідведення потрібно значно збільшити пропускну здатність міської каналізації.

Останнім часом велика увага приділяється охороні навколишнього середовища, зокрема охороні водойм. Для цього потрібно більш ретельно займатися очисткою стічних вод та кращою обробкою осаду.

1. Дані про місцерозташування об'єкту

1.1 Місцерозташування міста

Місто Л. знаходиться в західній частині Львівської області на березі річки Світлої. Місто Л. відноситься до міст обласного підпорядкування.

По санітарному благоустрою місто має три зони забудови: багатоповерхову, малоповерхову та індивідуальну зону забудови. На території міста розташовані промислові підприємства місцевого та міждержавного значення: станкобудівний завод, шарикопідшипниковий завод молокозавод.

Вулиці і тротуари міста мають асфальтове покритті. Ширина вулиць поливається в межах 8−30 м, тротуарів 3−6 м. Типові поперечні розрізи вулиць для різних зон забудови міста показані.

Місто має велику кількість зелених насаджень. На території міста Л. є наступні інженерні комунікації: водопостачання, газопостачання, тепломережі, електромережі.

1.2 Рельєф об'єкта каналізування

Рельєф населеного пункту характеризується нерівномірною поверхнею.

По топографічним відміткам місто Л. розділене на два басейна каналізування: південний і північний.

Річка світла протікає на заході від міста. В північній частині міста розташоване підвищення з відміткою 132 м над рівнем моря. Мінімальна відмітка, яка дорівнює 106 м над рівнем моря, в найбільше пониженій частині долини річки Світлої.

Даний рельєф міста створює два басейна каналізування, водорозділами яких є підвищення, розташовані в центрально-північній частині та південно-східній частині міста.

1.3 Геологічні та гідрогеологічні дані

Територія об'єкта, який каналізується, характеризується наступною гіологічною будовою:

— рослинний шар — 0,2 м;

Горизонт 1 — суглинки темнобурі жовтобурі:

— товщина шару 1,5−3,5 м;

Горизонт 2 — глибина тверда:

— товщина шару 5−8 м;

Горизонт 3 — супіски жовтувато-сірі:

— товщина шару 7 м, Горизонт 4 — піски середньої крупності:

— товщина шару більше 10 м.

Грунтові води залишають на глибині 7−9м від поверхні землі. По даним вишукувань грунтові води неопресивні. Дані отримані на основі результатів механізованого глибинного буріння скважин. Схматичний розріз цих скважин наведений на малюнку 1.3.1.

Свердловини 2,4,6 Свердловини 1,3,5

Свердловини 8,10,11 Свердловини 7,9,12

1.4 Метеорологічні дані

Територія Львівської області розташована в другому кліматичному районі. На основі багаторічних метеорологічних досліджень отримані слідуючі дані про клімат міста Л.:

— середня температура повітря найбільш холодної п’ятиднівки

Т = - 21,5 ^оС;

— середня температура найбільш холодної доби Т1 = - 25 ^оС;

— середня температура найбільш холодного періоду Т2 = - 8 ^оС;

— середня температура найбільш жаркої доби Т_з =24,6 ^оС;

— середньорічна температура повітря Т_с = 7,4 ^оС;

— тривалість періоду із середньою добовою температурою < 0^оС 105 днів;

— середня відносна вологість повітря — 80%;

— середня відносна вологість повітря — 80%;

— середня кількість опадів за рік — 798 мм;

— в тому числі рідних — 702 мм;

— md = 106

Постійна висота снігового покрову не створюється. Середня сезонна глибина протерзання грунтів до 80 см, максимальна глибина промерзання грунту, яка спостерігається 1 раз в 100 років — 100 см.

Повторюваність вітра по направленню в процентах і середня швидкість вітру в м/с за літо навдені в таблиці 1.4.1.

Таблиця 1.4.1.

1.5 Дані про водойму — приймача стічних вод

Приймачем очищених стічних вод являється річка світла, яка протікає на заході від міста в північному напрямку.

Річка Світла протікає на рівнинній місцевості і має змішане грунтово-снігове-дощове живлення з вираженою весняною повінню і низькою меженню. Крім весняної повені річка може, мати повінь в любий час року, а також зимові повіні в наслідок потеплінь. Річка Світла три місяці покрита льодом, не мулоносна, без заморів на спостережливому участку. В результаті спостережень отримані слідуючі дані по річці:

— відмітка дна — 106 м;

— найвищий літній рівень — 108 м;

— найнижчий літній рівень — 107 м;

— площа водозабору — 465 м.

Інші показники хімічного і фізичного аналізу зводимо в таблицю 1.5.1.

Таблиця 1.5.1.

1.6 Існуючі каналізаційні споруди і каналізаційна мережа

На даний час в місці умовно немає господарсько-побутової каналізації. Промислові підприємства, підприємства загального харчування користуються локальними системами каналізації, після чого води стічні скидаються у водойом.

Очищена вода не задовільняє вимог норм, так як очисні споруди технічно застаріли. Даними проектом розробляється повж каналізування міста, а також комплекс очисних споруд каналізації, що передбачають повну біологічну очистку міських і виробничих стічних вод.

1.7 Енергопостачання району будівництва

Місто Л. постачається електроенергією. Вартість 1 кВт 4 електроенергії при одноставочному тарифі 40 при двоставочному — 25.

Напруга силової мережі - 380 В, освітлювальної мережі - 220 В.

Безперебійність електропостачання насосних станцій і очисних споруд здіснюється підключеннями їх до двох незалежних трансформаторних підстанцій.

2. Вихідні дані до проекту

2.1 Терміни та послідовність проектування та будівництва

Проектування ведеться комплексно із взаємною ув’язкою технологічної, будівельної та інших частин проекта. Прийняття всіх технічних рішень відбувається на стадії технічного проекту, а розробка окремих споруд — на стадії техноробочого проекту.

В першу чергу будівництва передбачається каналізування районів житлової забудови, а також забудови з великими громадськими, комунальними та лікувальними будівлями, території промислових підприємств.

Розрахунковий термін будівництва каналізаційних споруд — 24 місяці.

2.2 Розрахункова кількість водоспоживачів

При проектуванні каналізації в першу чергу потрібно мати дані про розрахункову кількість населення. Вона визначається по чергам будівництва у відповідносні з проектом планіровки. В різних районах міста проживає різна кількість жителів, що залежить від характеру будівль та їх поверхневості, від степені благоустрою.

Дані про місто, яке каналізується, зведені в таблиці 2.2.1.

Таблиця 2.2.1.

2.3 Прийняті проектом норми водовідведення

Норми водовідведення побутових стічних вод приймаємо в залежності від степеню благоустрою районів житлової забудови та кліматичних умов. Забудова спорудами, обладнаними водопроводом, каналізацією і системою централізованого гарячого водопостачання і норма водовідведення — 300 л/доб. Забудова спорудами, обладнаними водопроводом, каналізацією і ванною з газовими водонагрівачами: норма водовідведення — 200 л/доб.

Забудова спорудами, обладнаними внутрішніми водопроводом, каналізацією без ванни: норма водовідведенням — 150 л/доб Норми і коефіцієнти годинної нерівномірності водовідведення побутових стічних вод від промислових підприємств слідуючі:

— в цехах із значним тепловиділенням (>20 ккал на 1 м³/год) 45 л в зміну на одну людину;

— в цехах інших — 25 л/чол.зм.

Норма водовідведення на душові для виробництв, пов’язаних із забрудненням тіла чи потребуючих особливого санітарного режиму, прийнята 60л на одну людину, яка користується душем; для інших виробництв — 40 л на одну людину, яка користується душем.

2.4 Розрахункові показники промислових підприємств прийняті для пізначення кількості стічних вод

Станкобудівний завод займає територію 24,4 га. На заводі виготовляють станни для багатьох видів промисловості, кранове обладнання. В процесі виробництва вода витрачається на охолодження машин, крім того, вона використовується в процессах фарбування обладнання та інших цілей. Всі дані по підприємству зводимо в таблицю 2.4.2.

Таблиця 2.4.1.

Шарикопідшипний завод займає площу 21,6 га. Продуктивність 90 тис.шт. На шарикопідшипниковому заводі виробляється підшипники для різного виду обладнання і машин, а також товари народного споживання. На підприємстві, в основному, вода використовується на охолодження машин і механізмів, миття обладнання і господарсько побутових потреб.

Дані про завод наведені в таблиці 2.4.2.

Таблиця 2.4.2.

Молокозавод займає площу 12, га. Продуктивність 400 т/доб. На молокозаводі виробляється широкий асортимент продукції: молоко різних видів, дієтичні продукти, морозиво. На підприємстві вода використовується на: охолодження молока і молочних продуктів в різних апаратах, охолодження конденсаторів, промивку обладнання, холодильні установки та господарсько-побутові витрати.

Всі дані підприємству наведені в таблиці 2.4.3.

Таблиця 2.4.3.

3. Розрахункові витрати стічних вод

3.1 Визначення середніх витрат стічних вод від населення міста

Розрахункові витрати побутових СВ залежить від густини забудови і прийнятої норми водовідведення.

Густина населення Р, чол/га Норма водовідведення

— багатоповерхова 380 300 л/добу

— малоповерхова 150 200 л/добу

— індивідуальна 110 150 л/добу Модуль стоку залишкова кількість СВ, яка відводить від 1 га житлової площі кварталу :

(3.1)

багатоповерхова:

малоповерхова:

індивідуальна:

Середньо секундні витрати СВ від населення:

л/сек. (3.2)

Таблиця 3.1

Визначення середніх витрат СВ від населення міста

Q _{сер. с} = 807, 08 л/с;

Q _{сер. год} = 3,6 · Q _{сер. с} = 3,6 · 807,08 = 2 905,5 м³/год;

Q _{сер.доб} = 24 · Q _{сер. год} = 24 · 2 905,5 = 69 732 м³/год

3.2 Витрати стічних вод від промислових підприємств

Розрахунок середніх витрат СВ від промислових підприємств ведемо в табличній формі. При цьому на підприємствах враховуємо побутові і душеві стічні води.

Добова середня витрата стічних вод від підприємства складається з технологічної, побутової і душової витрати.

(3.4)

Технологічна витрата стічних вод за зміну

м³/зм;

де а — нормо водовідведення на одиницю продукту, що випускається приймаємо укрупнення нормам водовідведення, м³/т (або за [3]);

n — кількість продукції яка випускається за зміну, м/зм;

Кількість побутових і душових стічних вод підприємств визначається по кількості робітників, зайнятих на виробництві і які користуються душами в холодних і гарячих цехах.

В холодних цехах витрата СВ за зміну:

; м³/зміну В гарячих цехах:

; м³/зміну,

де N — число працюючих в зміну, чол.

Кількість душових СВ за зміну:

м³/зм (3.6)

де, а — кількість води, яка подається на одну душеву сітку по [табл.2.5]

а — 500 л/год

m — кількість душевих сіток, шт.

t — тривалість користування душем, 45 хв. після кожної зміни

3.3 Сумарні розрахункові витрати стічних вод населеного пункту і промислових підприємств

По сумарній секундній витраті стічних вод від населення міста (табл. 3.2.) q = 807,08 л/с по [2 табл.2] визначаємо загальний коефіцієнт нерівномірності притоку СВК = 1,25 по [3. табл. 3.6] в залежності від загального коефіцієнта нерівномірності водовідведення виписуємо розподіл середньодобової витрати побутових СВ по годинах доби.

Приймаємо, що стічні води, які поступають із міста — поступають рівномірно.

Максимальна технологічна витрата стічних вод визначається по формулі:

м³/год (3.7)

Q_зм — середня витрата технологічних СВ за зміну, м³/зм;

К_г — коефіцієнт годинної нерівномірності водовідведення, по [3. табл. 2.5] в гарячих цехах;

К_г = 2,5, в холодних К_г = 3;

Т_зм — тривалість зміни, год.

Витрата технологічних СВ по змінах

м³/год (3.8)

Поступання побутових стічних вод відбувається в залежності від типу цехів. Душеві витрати СВ поступають в мережу протягом першої години після закінчення зміни.

Таблиця 3.3.

4. Розрахунок конструкцій забруднень стічних вод

4.1 Концентрації забруднень побутових СВ

Концентрації забруднень в побутових стічних водах по завислим речовинам, БПК повн і ПАР визначаємо по формулі:

мг/л (4.1)

де а — кількість забруднень у розрахунку на 1-го жителя;

— завислі речовини 65 г/добу;

— БПК повн освітленої води 40 г/добу;

— ПАР 2,5 г/добу [2, табл. 2.5];

NC — число жителів, що проживають в каналізованих районах NC=255 605чол.

мг/л;

мг/л;

мг/л;

м³/доб Середню концентрацію забруднень в суміші побутових і виробничих вод приймаємо для розрахунку очисних споруд.

4.2. Концентрації забруднень промислових підприємств

4.2.1 Концентрації забруднень молокозаводу

Згідно [3,стор.489] на підприємствах молочної промисловості утворюються два види виробничих стічних вод: забруднені і незабруднені.

Забруднені стічні води утворюються при митті обладнання, технологічних трубопроводів, автомобільних та залізодорожних цистерн, фляг, склотари, підлоги.

Незабруднені води утворюються при охолодженні молока та молочних продуктів та обладнання і, як правило потрапляють в систему оборотного водопостачання або на повторне використання для миття обладнання, пари та інших цілей.

Температура стічних вод в холодну пору року 15−18 ^оС, а в теплу пору 20−25^оС.

Забруднені стічні води мають таку характеристику:

— зважені роговини 350 мг/л;

— БСК_п — 1200 мг/л.

На підприємствах молочної промисловості, як правило, передбачають влаштування двох самостійних мереж каналізації: — для виробничих забруднених та побутових стічних вод і для незабруднених дощових стічних вод.

На підприємствах невеликої потужності стічні води піддають суміжній очистці з побутовими стічними водами населеного пункту. Самостійні очисні споруди будують миті при відсутності можливості технічної, або економічній доцільності подачі стічних вод на загальні очисні споруди.

На території молокозаводу перед скидом стічних вод в каналізаційну мережу розміщують слідуючи споруди:

— усереднювачі по витраті відпрацьованих мийних розчинів, що забезпечують приймання залпового скиду забруднених стічних вод з послідовним та рівномірним його випуском;

— грязевідстійники з бензомаслоутворювачами біля майданчиків мийки автомобілів;

— мазутоуловлювачі біля мазутного господарства.

На заводі влаштовано жироуловлювачі на випусках з цехів з високо жирною продукцією (масло, вершки, сметана).

4.2.2 Концентрації забруднень станко будівельного заводу

Стічні води станкобудівельного заводу підрозділяють на категорії вод ІІІ к [3.табл.54.1] ст. 472 забруднені кислотами, лугами, з'єднаннями хрому, ціану та іншими хімічними розчинами. Ці води в свою чергу підрозділяють на:

Стічні води доцільно обробляти реагентами в камерах проточного типу з обов’язковим автоматичним регулюванням процесу очистки. Воду попередньо усереднюють.

Для локальної очистки використовують такі методи:

— для хромозабруднених стічних вод — використовують сірчану кислоту, бісульфіт або сульфат Na. Для очистки стічних вод хром VІ можливе примінення реагентів залізомістких розчинів, залізний купорос, відпрацьовані правильні розчини, залізна стружка);

— для ціан забруднених стічних вод — використовують луги (вапняне молоко), рідкий хлор, гипохлорит натрію, гипохлорит кальцію, хлорне вапно. Після реагентної обробки, відстоювання. Якщо потрібно — фільтрування стічної води скидають в побутову каналізацію.

Локальна очистка розрахована на 100% ліквідацію хрому VІ. Процес очистки відбувається в спец спорудах — біовідновлювачах при відсутності кисню та повітря в потрібних пропорціях стічних вод, забруднених хром VІ та побутових стічних вод.

Приймаємо, що з станкобудівельного заводу поступають в каналізацію води лише механічно забруднені С _дв.рег — 0,3 г/л = 300 мг/л.

СПАР, СБПК — в виробничих стічних водах після локальної очистки відсутні.

4.2.3 Концентрації забруднень шарикопідшипного заводу

Згідно [3, табл.54.1 стор.472] стічні води заводу віднесено до ІVк — відпрацьовані змазочні речовини, або емульсії. Очистку таких стічних вод, які мають такі забруднення:

Концентрація забруднень г/л стічні води

— механічні домішки 0,05−0,2

— масла та нафтопродукти 10−80

— загальна солемісткість до 1

— рН 9,5−11

Перед скидом в міську каналізацію виконують на самостійних очисних спорудах. Для розрушення відпрацьованих емульсій приміняють реагентно-фломаційний, реагентно-сепараційний, електрокоогуляційний та гіперфільтраційний методи. В даному випадку приміняємо електрокоогуляційну очистку, яку доцільно виконувати в електролізерах з приміненням алюмінієвих електродів по такій схемі:

— попереднє відстоювання та усереднення стічних вод видалення осаду вільних масел;

— підкислення до рН = 56;

— обробка в електролізері з видаленням піни;

— відстоювання;

— фільтрування.

При очистці по такій схемі остаточний вміст маси в стічні води складає 15−20 мг/л. Стічні води можуть бути випущені в побутову каналізацію.

Приймаємо С зв.реч. = 200 мг/л. Концентрації масел не перевищують концентрації в побутових стічних водах, тому будуть вловлені жирозбірниками на міських очисних спорудах.

4.3 Середні концентрації забруднень в суміші побутових і виробничих стічних вод

Середню концентрацію забруднень в суміші побутових і виробничих стічних вод визначаємо за формулою:

мг/л (4.2)

Q_ind = 720 + 495 +1280 = 2495 м³/добу;

де С_dom, C_ind — концентрація забруднень, відповідно в побутових і виробничих стічних водах, мг/л;

Q_dom, Q_ind — витрати, відповідно побутових і виробничих стічних вод, м³/добу;

мг/л;

мг/л;

мг/л.

Приведені концентрації використовуємо для розрахунку очисних споруд.

Зведене число жителів по завислим речовинам і БПК визначаємо за формулою:

N_г = N_с + N_еg (4.3)

мг/л;

мг/л;

де N_еg — еквівалентне число жителів тобто таке їх число, що вносить таку ж кількість забруднень, що і зазначені витрати виробничих стічних вод.

Еквівалентне число жителів по:

— БПК (4.4)

— по завислим речовинам (4.5)

Приведене число жителів:

чол;

чол;

5. Розрахунок необхідного ступеня очистки стічних вод

5.1 Розрахунковий коефіцієнт змішування стічних вод з водою річки

Величину коефіцієнта змішування, що визначає частину витрати річки, яка реально може брати участь у розбавленні стічних вод у розрахунковому створі, визначаємо по методу В. А. Фролова — І.Д.Родзіллера.

Коефіцієнт турбулентної дифузії дорівнює:

(5.1)

де V_mid — середня швидкість течії води у річці між випуском стічних вод і розрахунковим створом, 0,015 м/с;

H_mid — середня глибина річки на тій же ділянці, 1,8 м Коефіцієнт, що враховує гідравлічні умови змішування стічних вод з водою річки:

(5.2)

— коефіцієнт звивистості річки = 2,4;

— коефіцієнт який залежить від місця і конструкції випуску стічних вод у водоймище, берегові = 1;

qсередня витрата стічних вод, що скидаються у водоймище, = 0,839 м³/сек;

.

Коефіцієнт змішування з річковою водою дорівнює:

(5.3)

Q — розрахункова витрата води в річці, м^з/сек; 4,9 м³/сек по завданню

L — відстань по фарватеру від місця випуску стічних вод до розрахункового створу, L= 8000 м по завданню$

Для рибогосподарських водоймищ L = 8000 м із завдання:

(5.4)

Коефіцієнт розбавлення:

.

5.2 Розрахунок необхідного ступеня очистки стічних вод по допустимій БПК

Допустима біохімічна потреба в кисні стічних вод, що скидаються у водоймище, виходячи з умов забезпечення у розрахунковому створі річки БПК не більше допустимої, буде складати:

мг/л (5.5)

де L_w — БПК_повн стічних вод, яка повинна поступати в водойму після очистки мг/л;

L_m — гранично допустиме значення БПКповн. у розрахунковому створі водойми;

L_mp =6 мг/л

L_ч — БПК_пов річкової води до випуску стічних вод у мг/л; Lг = 2,8 мг/л по завданню;

К — константа швидкості споживання кисню суміші стічної і річкової води в річці в літній період При tє = 20є С; К = 0,1

t — тривалість руху води від місця випуску стічних вод до розрахункового створу, діб;

доби;

мг/л.

5.3 Визначення необхідного ступеня очистки по завислим речовинам

Гранично допустима концентрація завислих речовин в очищених стічних водах, що скидаються у водойму:

мг/л (5.6)

де Р — допустиме збільшення концентрацій завислих речовин у водоймищі після випуску стічних вод, мг/л; 75 мг/л для ІІк риб.госп.вод.

С_г — концентрація завислих речовин у воді водоймища до випуску стічних вод, 45,9 мг/л;

мг/л.

Необхідний ефект очистки:

.

5.4 Розрахунок необхідного ступеня очистки, по розчиненому у воді водоймища кисню

Необхідна оптимальна концентрація розчиненого кисню у воді водоймища для літніх умов буде забезпечена, якщо БПКпов стічних вод, що скидаються, не буде перевищувати величину:

мг/л (5.8)

де Q₂ — концентрація розчиненого кисню у річковій воді до місця випуску стічних вод, Q₂ = 8,1 мг/л

Q_min — найменша концентрація кисню, яка повинна бути забезпечена у водоймищі, Q_min = 4,0 мг/л [3, таб.41];

мг/л

Будуємо очисні споруди на повну біологічну очистку тому за розрахункову приймаємо БПК _пов = 15 мг/л.

6. Опис і розрахунок основних споруд для відведення і очистки стічних вод

6.1 Мережі і колектори

6.1.1 Розрахункові витрати стічних вод на ділянки колекторів

Розрахункові витрати стічних вод на ділянках колекторів побутової мережі визначаємо по формулі:

л/с (6.1)

де — коефіцієнт загальної нерівномірності поступання побутових стічних вод від житлових кварталів. Визначаємо з [2.табл.2] в залежності від сумарної витрати стічної води житлових кварталів, яка поступає на дому ділянку, включаючи транзитні^

q_n — середня витрата, яка поступає з суміжної площадки кварталу, л/с$

q_mp — транзитна витрата, витрата тих ділянок мережі, з яких вода безпосередньо поступає на розрахунковий участок, л/с;

— сума зосередженої витрати, яка поступає на дану ділянку від громадських будівель, комунальних промислових підприємств, як безпосередньо так і транзитом.

Зосереджена витрата стічної води від промислових підприємств др. л/сек визначається як сумарна витрата всіх категорій стічних вод в годину максимального водовідведення:

л/с (6.2)

— витрата технологічних стічних вод, м³/год. за max. год;

Q_побут — витрату побутових стічних вод, м³/год. в той же час;

Q_душ — витрата душевих стічних вод, м³/год. в той же час.

Розрахункові витрати стічних вод від громадських будівель і комунальних підприємств визначаємо по формулі:

л/с (6.3)

— максимальна годинна витрата стічної води, м³/год.

Визначення розрахункових витрат виконано в схематичній формі див.мал.2.

Згідно [2,п.2.10] самопливні ділянки слід перевіряти на пропуск контрольної витрати, враховувати додатковий прилив поверхневих і ґрунтових стічних вод в період дощів і таїння снігів через не герметичність люків колодязів і за рахунок інфільтрації ґрунтових вод:

(6.4)

L — загальна довжина трубопроводів мережі від її початку до розрахункового вузла, км;

md — величина максимальної добової кількості осадів md =106.

Визначаємо з [8, додаток 3] для львівської області md = 106

.

Контрольні витрати стічної води на ділянках мережі визначаємо по формулі:

л/с (6.5)

6.1.2 Вибір матеріалу труб для каналізаційної мережі

Для прокладки каналізаційних мереж застосовуємо керамічні безнапірні труби по ГОСТ-286−82 та з/бетонні по ГОСТ 200–54−82.

Для напірних каналізаційних трубопроводів використовуємо напірні азбестоцементні труби по ГОСТ-539−80.

6.1.3 Гідравлічний розрахунок колекторів

Метою розрахунку являється вибір діаметра і похилу трубопроводу, який забезпечує пропуск розрахункової витрати при самопливній умові, швидкості і наповненні, які регламентовані нормами.

Вихідними даними для гідравлічного розрахунку являється: розрахункові і контрольні витрати стічні води на окремих ділянках мережі, а також генплан міста з нанесеною мережею водовідведення, по якому визначаються довжини ділянок відмітки і похили поверхні землі.

Найменьший діаметр труб для вуличних мереж 200 мм [2.п.2.33], найбільші швидкості руху стічних вод слід приймати.

Найменший похил для труб

d = 200 мм 0,007

при обґрунтуванні - 0,005.

При перевірці ділянки на пропуск контрольної витрати наповнення h/d не повинно перевищувати 0,95.

В цьому випадку діаметр труби не збільшується в іншому діаметр збільшується, доки не буде виконуватись ця умова.

Гідравлічний розрахунок ділянок мережі ведеться одночасно з висотною ув’язкою труб в колодязях. В інженерній практиці використовується два методи з'єднання трубопроводів менша з меншою і «по рівню води».

При виконанні висотної ув’язки виключається можливість підтоплення ділянок трубопроводів, розміщених вище розрахункової ділянки (тобто відмітка горизонту води в відводящому трубопроводі не повинна перевищувати відмітку горизонту води в підводному трубопроводі). Це правило відноситься і до лотків труб в іншому випадку в розміщеному вище трубопроводі буде відкладатись осад.

При висотній ув’язці визначаємо відмітки лотків горизонту води труб початковому і кінцевому колодязі кожної ділянки мережі.

Мінімальне заглиблення трубопроводів призначається виходячи із умов:

1. Виключення промерзання труб

h _min = h_пр — а, м де h_пр — глибина промерзання грунту

h_пр = 0,8 [8, дод.1]

а — величина, що залежить від діаметра трубопроводу і а = 0,3 м

h _min = 0,8 — 0,3 = 0,5 м;

2. Виключення руйнування труб під дією зовнішніх навантажень:

h _min = 0,7 + d, м де d — діаметр труби, м

h _min = 0,7 + d = 0,7 +0,2 = 0,9 м;

3. Забезпечення приєднання до трубопроводів внутрішньоквартальних мереж.

Мінімальне заглиблення лотка труби у диктуючій точці не повинна бути меншим, ніж визначене за формулою:

м

h min = 0,9 м;

і_min — мінімальний похил трубопроводу внутрішньоквартальної мережі ;

l — довжина внутрішньоквартальної мережі, м

Z_n, Z_к — відмітки поверхності землі на початку і в кінці внутрішньоквартальної мережі.

— розрахункова глибина води у великому колекторі.

м.

Зв’язок між одноіменними відмітками в початковому і кінцевому колодязях одної ділянки здійснюється через перевищення.

м;

де і_mр — похил трубопроводу;

l_д — довжина ділянки, м.

Результати гідравлічного розрахунку і висотна ув’язка представлені на мал.3.

Профіль представлено на листі № 2 або на міліметровому папері мал.6,3.

6.2 Насосна станція

6.2.1 Напірні водогони

Насосна станція розташовується в пониженому місці рельєфу міста, куди самопливом надходять стічні води від басейнів водовідведення. На території міста влаштовується одна насосна станція — головна, яка перекачує стічні води на очисні споруди.

Напірні водогони належить прокладати у 2 нитки з влаштуванням між ними переключень.

Розрахунок напірних водогонів полягає у визначенні їх діаметрів і втрат напору в них. При повному заповненні перетину труби (h/d = 1) діаметр водогону можна визначити за формулою:

(6/1)

де Q — розрахункова витрата стічних вод, м³/с;

V — швидкість руху води в напірних водогонах, приймаємо 1,0 — 1,5 м/с.

Загальні витрати напору визначають за формулою:

де I_вод — довжина однієї нитки водогону (з генплану), м;

І_в — гідравлічний похил трубопроводу.

Розрахунок напірного водогону від ГНС до приймальної камери очисних споруд довжиною 1000 м.

м³/год=0,64 м³/с.

Приймаємо V=1,5 м/с, тоді:

м.

Отже приймаємо d = 800 мм. З таблиць визначаємо і_в = 0,0027; V= 1,28 м/с.

Отже, приймаємо d = 800 мм. З таблиць визначаємо

ів = 0,0027; = 1,28 м/с.

Н = 1,1 1000 2,7 = 2,97 м.

м.

Приймаємо азбестоцементні напірні труби ГОСТ 539–88 діаметром 800 мм.

6.2.2 Підбір насосів

Напір, який повинна створювати насосна станція, визначається за формулою:

м (6.2)

де Z — позначка подачі стічних вод, яка дорівнює позначці води у приймальній камері очисних споруд або в колодязігасії самопливної мережі, м;

Z_HC — позначка відкачки стічних вод, яка дорівнює позначці середнього рівня води в приймальному резервуарі насосної станції (прибл. 4−5 м), м;

H_HC — внутрішньостанційні витрати напору, приймаються 2,5 м;

H_вод — втрати напору в водогоні, м;

Н_ЗАП — запас напору на вплив рідини з трубопроводу, приймається 1 м.

По витрати стічних вод і напору підбираються насоси.

Q = 640 л/с = 2304 м³/год;

Н = 115,8 — 104,82 + 2,5 + 2,97 +1 = 17,45 м.

Підбираємо насоси марки СМ 250−200−400 я/4. Подача насоса 1350 м³/год, напір 16,0 м. Кількість насосів 2 робочих і 1 резервний. Потужність електродвигуна 55 кВт, к.к.д. насоса — 70%, ціна насоса — 8000 грн.

6.2.3 Приймальні резервуари

Ємність приймального резервуара насосної станції повинна бути не менша 5-ти хвилинної продуктивності одного насосу.

Потрібна ємність приймального резервуара за умови забезпечення 5-хвилинної подачі насоса буде:

м³

Приймальний резервуар, приміщення решіток, машинна зала, підсобно-промислові і побутові приміщення розміщуються в одній будівлі насосної станції. Приймальний резервуар і приміщення решіток повинні бути відділення від машинної зали водонепроникною перегородкою. В приймальних резервуарах встановлюється решітки з прозорами не менше 16 мм. Водопостачання насосних станцій передбачуємо від водопровідної мережі населеного пункту.

Насосні станції приймаються напівзаглибленого типу. На підведення до насосних станцій (у колодязях) з метою попередження затоплення приміщення решіток при аваріях установлюється затвір (засувку) з управлінням з поверхні земля приводом, що дозволяє у випадку аварії тимчасово підтоплювати колектор. Для скиду води у водойму влаштовують аварійний випуск із засувкою.

У машинній залі встановлюються насоси для перекачування стічних вод, насоси для видалення дренажної води, вантажно-підйомне обладнання та контрольно-вимірювальні прилади. Для забезпечення оптимального режиму роботи насосів у години мінімального і середнього надходження стічних вод необхідно встановити регулюючі ємності.

6.3 Розрахунок основних споруд очистки стічних вод

6.3.1 Технологічна схема очистки стічних вод

Проектом передбачається повна біологічна очистка стічних вод з доведенням концентрацій забруднень в очисних стоках по БПКП, та зв.рег., до 15 мг/л.

До складу очисних споруд для очистки стічних вод входять:

— решітки-дробарки;

— піскоуловлювачі;

— первинні відстійники;

— аеротенки;

— вторинні відстійники;

— контактні резервуари;

— допоміжні споруди та будівлі.

Для обробки осаду стічних вод передбачені мулозгущувачі, метантенки, мулові та піскові майданчики.

Для обеззараження очищеної води передбачено 30 хв., контакт її з хлором в контактних резервуарах. Див. малюнок 6.3.1.

6.3.2 Решітки дробарки

Для затримання та подрібнення великих забруднень, що містяться в стічних водах приміняють решітки — дробарки марки ГД.

Необхідна площа прозорів решітки [3. табл.11.2]

м² (6.3)

де Q _{max. год} — максимальна годинна витрата стічних вод.

V_р — швидкість руху стічних вод в прозорих решітки-дробарки при максимальній витраті 1,2 м/с [3, табл.11,2 примітка]

м².

Кількість решіток визначаємо за формулою:

шт марки ГД — 600 3 роб 1 рез. (6.4)

Фактична швидкість складатиме:

м/сек.

Технічна характеристика решітки марки ГД-600

— максимально пропускна здатність — 200 м2/год

— ширина прозорів — 10 мм

— діаметр барабану — 635 мм

— частота обертання барабану — 31 хв^-1

— потужність електродвигуна ;

— маса — 1600 кг; 1,5 кВт

— сумарна площа щільових прозорів — 4550 см²

6.3.3 Аеровані піскоуловлювачі

До швидкості стічних вод в годину максимального притоку приймаємо аеровані піскоуловлювачі,

U = 0,08 — 0,12 м/сек. [2. Таб.28 стор.23]

Гідравлічна крупність піску, що затримується такими піскоуловлювачами Uо13,218,7 мм/сек. [2. табл.28].

Визначимо площу поперечного перерізу піскоуловлювача з кількістю затриманого піску 0,03 л (людина за добу);

м² (6.5)

де n — число відділень не менше 2х [3.табл.11, стор.95]

V — горизонтальна швидкість руху води в м/сек;

м².

Ширина до висоти має таке співвідношення В/Н = 1,5;

м;

м.

Фактична швидкість складатиме:

м/сек, що знаходиться в заданих межах.

Довжину знаходимо за формулою:

м (6,6)

де K_р — коефіцієнт використання об'єму з [2, табл.27];

Н_р — робоча глибина аерованого піскоуловлювача, м;

V_ф — фактична швидкість руху, м/сек;

U_o — гідравлічна крупність частинок U_о = 13,2 мм/сек, м.

Похил дна піскоуловлювача приймаємо 0,02−0,04 в бік піскового лотка.

Витрата повітря, яке подається в аеротенки піскоуловлювача.

м³/год [2. стор.24]

де — питома витрата повітря в піскоуловлювачах [2.п.6.28] - 3…5м³/м²год м³/год.

Витрата води, яку подають технічні насоси для гідрозливу піску:

л/сек [2.п.6.30] (6.7)

V_h — вихідна швидкість зливної води, 0,0065 м/сек;

L_ss — довжина піскового лотку

Lss = 16,23 — 2,5 = 13,73 м;

2,5 — довжина піскового приямку;

в_ss — ширина піскового лотка, 0,5 м;

=л/сек.

Кількість піску, що затримується в піскоуловлювачах:

м³/добу (6.8)

де N_пр — приведена кількість жителів по зважаним речовинах, чол.;

0,02 — норма затримання піску в л (чол.добу);

вологість 60%; об'ємна вага — 1500 м/м³.

Для підсушування піску, який видаляється з піскоуловлювача за допомогою гідроелеваторів влаштовуються піскові майданчики, необхідна площа яких складатиме:

м² (6.9)

де, g_рік — навантаження на піскові майданчики [2.п.6.33] - 3 м³/м²рік) Приймаємо 2 карти піскових майданчиків розміром 15×25 м.

Фактична площа піскових майданчиків складатиме 750 м².

6.3.4 Первинні відстійники

Для видалення із стічних вод грубодисперсних домішок приймаємо первинні радіальні відстійники розрахунок яких здійснюємо по кінетиці випадання зважених речовин з врахуванням необхідного ефекту освітлення стічних вод

% (6.10)

де — концентрація зважених речовин суміші, мг/л;

150 — концентрація зв. речовин в освітленних стічних водах, кі надходять в аеротенк на біологічну очистку, мг/л.

Розрахункове значення гідравлічної крупності речовин, що затримуються в первинних відстійниках

мм/сек (6.11)

де Н_set — глибина проточної частини відстійника Н_set = 31 м [2.табл.31];

К_set — коефіцієнт використання об'єму проточної частини відстійника К_set = 0,45 [2,табл.31];

T_set — тривалість відстоювання в секундах, яка відповідає необхідному ефекту очистки і отримана в лабораторному ціліндрі висотою h₁ = 0,5 м;

T_set = 540 сек; [3, стор.102, табл.12];

К_t — коефіцієнт, що враховує вплив температури води на її в’язкість при t _min = 17єС К_t = 1,084 [3, стор.103];

п₂ — показник степеня, який залежить від агломерації зважених речовин в процесі відстоювання, n₂ = 0,25 для коагулюючих зважених речовин [3, стор.102];

мм/с.

Пропускна здатність одного відстійника для радіальних:

м³/год;

D_set— діаметр відстійника, м;

d_en — діаметр впускного пристрою, м;

V_tb — поправка на турбулентність потоку, приймаємо по [2.таб.3.2] в залежності потоку води у відстійнику, м/с.

Орієнтовно приймаємо U_tb = 0 м/с.

Приймаємо відстійники d = 24,0 м м³ /год.

Приймаємо шт, п — коефіцієнт запасу, 1,2…1,3.

Середня швидкість руху води на середині радіуса відстійника буде:

м/сек.

При D = 30 м; R = 15 м,

n_від — кількість прийнятих відстійників так як 2,92 < 5,0 м/с тому V_tb= 0 прийнято вірно.

6.3.5 АЕРОТЕНКИ

Для біологічної очистки стічних вод від органічних забруднень приймаємо аеротенки з регенерацією активного мулу згідно [2, п.п.6.14].

Розрахункова тривалість окислення органічних забруднень в аеротенках, год:

(6.12)

де L_en, L_ex — БПК стічних вод на вході і на виході з аеротенку;

R_і — степінь рециркуляції активного мулу, R_і=0,6 [2, п. 6.145];

а_р — доза активного мулу в регенераторі г/л:

;

а_і — доза активного мулу в аеротенку а_і=1,5 г/л;

г/л;

s — зольність активного мулу приймаємо s=0,3 [2. табл.40];

Т_w — середньорічна температура стічних вод (18є С);

С — питома швидкість окислення забруднень, мг/год:

(6.13)

— максимальна швидкість окислення в мг/год.;

С₀ — концентрація розчиненого кисню в мг/л; С₀=2,0 мг/л в аеротенку;

К₀ — константа розчиненого кисню в мг/л; [2, табл.40], К₀=0,625;

К_l — константа, що характеризує властивості органічних забруднень, [2, табл.40], К_l=3,3 мг БСК/л;