Проектирование очистных сооружений канализации

концентрация ПАВ в смеси производственных и хозяйственно-бытовых СВ, мг/л:

С ^{х/ б} = 2.5 ∙ 1000 / n = 2.5 ∙ 1000 / 250 = 10 мг/л;    (1.39)

С_общ. =  (10 ∙ 35000 + 0) / (35000 + 5000) = 8.75 мг/л

Т.к. в процессе полной очистки СВ степень удаления ПАВ достигает 80 %, то специальной очистки в этом случае не требуется.

2 Выбор состава ОС

Согласно СНиП 2.04.03–85 [], методы очистки сточных вод должны определяться в зависимости от  местных условий с учетом возможного использования очищенных стоков для промышленных или сельскохозяйственных нужд.

Сточные воды, сбрасываемые в водоём,  должны отвечать требованиям правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточных вод. Состав очистной станции выбирается в зависимости от требуемой очистки сточных вод, пропускной способности очистной станции, состава сточных вод, метода использования осадка и других местных условий.

Для разработки проекта очистки сточных вод г. Полоцка принимаем следующий состав очистных сооружений:

- приёмная камера;

- решётки;

-  песколовки;

- пековые площадки;

- аэротенки с доочисткой от биогенных элементов;

- вторичные радиальные отстойники;

- илоуплотнители;

- узел механического обезвоживания осадка;

-  иловые площадки;

- узел обеззараживания сточных вод.

Так же на станции аэрации предусматриваются песковые площадки, иловые площадки, вспомогательные здания и сооружения общего назначения: химическая лаборатория, административный корпус, мастерские, гараж, а так же компрессорная и местная канализационная насосная станция.

В составе очистных сооружений следует предусматривать:

∙ устройства для равномерного распределения СВ и осадка между отдельными элементами сооружений, а также для отключения сооружений, каналов и трубопроводов на ремонт, для опорожнения и промывки;

∙ устройства для измерения расходов СВ и осадка;

∙ аппаратуру и лабораторное оборудование для контроля качества поступающих и очищенных СВ.

3 Расчёт сооружений механической очистки сточных вод

3.1 Приёмная камера очистных сооружений

Приёмная камера предназначена для приёма сточных  вод, поступающих на очистные сооружения, гашения скорости потока и сопряжения трубопроводов с открытыми лотками. Камеры могут предусматриваться на поступление сточных вод по одному или двум трубопроводам. Камера находится на насыпи высотой до 5м. Выбор типа размера камеры производится в зависимости от пропускной способности и диаметра напорных водоводов.

Пропускная способность по одной нитке:

q  = q_{mах с.} / 2, л/с,      (3.1)

q  = 685.8 / 2 = 342.9 л/с

В данном проекте соответственно вычисленной пропускной способности и количеству трубопроводов принята камера марки ПК-2-80 ;  Ø трубопроводов 700 мм, размерами: А х В х Н = 1600 х 2500 х  1600:

Q = π ∙ d²  / 4υ,       (3.2)

υ =  4Q / πd²  = 4 ∙ 0.686 / 3.14 ∙ 0.7² = 1,78 м/с - при q_{mах с.} по одной нитке (на случай аварии);

υ = 4 ∙ 0.343 / 3.14 ∙ 0.7² = 0.89 м/с - q_{mах с.} по каждой нитке при одновременной их работе.

Рисунок 3.1 - Схема приёмной камеры на два трубопровода

3.2 Расчёт решёток

Решётки с прозорами 16 мм:

1) определяется площадь живого сечения:

F = q_{mах с.} / υ, м²,    (3.3)

q _{max с.} – максимальный секундный расход сточных вод, м /с;

υ - скорость течения жидкости в прозорах решётки; для механизированной решётки υ = 0.8-1.0 м/с.

F = 0.686 / 0.9 = 0.76 м².

2) по суточной производительности станции подбирается марка решётки. Для суточной производительности 40000 м³/сут соответствует решётка МГ9Т с площадью прохода f = 0.38 м², тогда рабочее количество решёток определяется по формуле:

N = F / f  = 0.76 / 0.38 =2 шт      (3.4)

Принимаем две решётки, плюс одну резервную.

3) принимаем основные показатели решётки:

- пропускная способность (двух рабочих решёток): 80000 м³/сут;

- площадь прохода решётки: f = 0.38 м²;

- ширина прозоров: b = 0.016 м;           

- толщина стержней: s = 0.008 м; стержни решётки прямоугольного сечения;

- ширина решётки: В_р = 1425 мм;

- ширина канала перед решёткой: В_к = 1000 мм;

- глубина канала перед решёткой: Н_к = 1200 мм.

Число прозоров решётки определяется по формуле:

В_р = n ∙ b + (n – 1) ∙ S,     (3.5)

1425 = n ∙ 16 + (n – 1) ∙ 8

1425 = 16n + 8n – 8

1433 = 24n

n = 60 шт.

4) расчётное наполнение перед решёткой при максимальном притоке сточных вод:

h _max = (q _{max с.} ∙ K₁)/(b ∙ υ ∙ n ∙ N), м,   (3.6)

K₁ - коэффициент учитывающий стеснение потока граблями; К₁=1.05;

N - количество рабочих решёток; N = 2.

h _max =  (0.686 ∙ 1.05) / (0.016 ∙ 0.9 ∙ 60 ∙ 2) = 0.42 м

5) производится расчёт подводящего канала, т.к. рабочих решёток две, то подводящий канал каждой из них рассчитывается на половину расчётного расхода.

Расчёт подводящего канала производится по таблице 35 [4]. Результаты расчета сводим в таблицу 3.1:

Таблица 3.1 – Гидравлический расчёт подводящего канала

Расчётные данные	Расходы, л/с
	qcр.с.= 463/2 = 231,5	qmax с.= 685,8/2 = 342,9	qmin с. = 309,1/2 = 154,6
Уклон i	0.008	0.008	0.008
Ширина В, м	1.0	1.0	1.0
Наполнение h, м	0.33	0.43	0.25
Скорость υ, м/с	0.7	0.77	0.61

Следует учитывать, что гидравлически выгоднейшими  сечениями является  такое сечение канала, у которого отношение  В/Н = 2.

6) скорость в уширенной части канала перед решёткой при минимальном притоке сточных вод желательна не менее 0.4 м/с во избежание заиливания канала [1]:

υ_кан. = q _{min с}. / (B_р ∙  h _min ∙ N), м/с,    (3.7)

h _min - наполнение в канале при минимальном притоке;

N - количество рабочих решёток; N = 2;

q _{min с.} - минимальный секундный расход.

υ_кан. = 0.309 / (1.0 ∙ 0.25 ∙ 2) = 0.62 м/с.

Условие выполняется, поэтому заиливание канала исключено.

7) потери напора в решетке определяем по формуле (3.8):

h_р = ξ ∙ (υ² / 2 ∙ g) ∙ K, м,     (3.8)

К – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в решётке вследствие засорения ее отбросами; К = 3;

υ – скорость движения жидкости в прозорах; υ = 0.9 м/с;

ξ - коэффициент местного сопротивления решётки:

ξ =  β∙( S / b ) ^{4/ 3} ∙ sin φ,     (3.9)

b - коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения стержней решётки:

b = 2.42 – для прямоугольных;

S - толщина стержня (S = 0.008 м);

b- ширина прозоров (b = 0.016 м);

φ - угол наклона решётки к горизонту α = 60⁰.

x = 2.42( 0.008 / 0.016 )^4/3 ∙sin 60⁰ = 0.83;

h_р = 0.8 (0,9² / 2∙ 9.81 )∙ 3 = 0.1 м.

8) определяем размеры камеры решёток в плане:

            (3.10)     

l₂ = l₁ / 2;

l₂ = 0.58 / 2 = 0.29 м.

Общая строительная длина камеры:

L =  l ₂ +  l ₁ + 1.5, м;          (3.11)

L =  0.29 + 0.58 + 1.5 = 2,37 м.

Строительная глубина канала перед решеткой H=1,2 м (см. табл. 5.2[1]).

Пол здания решеток должен возвышаться над расчетным уровнем сточной воды в канале Z не менее чем на 0,5 м:

      (3.12)

9) количество отбросов, снимаемых с решёток, определяем по формуле (3.13):

W = (a ∙ N_ПР) / (365 ∙ 1000), м³ /сут,    (3.13)

а – количество отбросов в литрах, приходящегося на одного человека в год; а = 8 л/чел*год).

W = (8 ∙ 172500) / (365 ∙ 1000) = 3,78 м³ /сут.

Отбросы, снятые с решётки, имеют следующие характеристики:

-  объемный вес – 750 кг/м³;

-  влажность – 80%;

-  зольность – 7-8%;

-  коэффициент часовой неравномерности поступления – k_час. = 2.

Масса отбросов, снимаемых с решеток за сутки:

Р = W ∙ 750 / 1000, т/сут;      (3.14)

Р= 3,78 ∙ 750 / 1000 = 2,84 т/сут.

Определяется часовое количество отбросов:

Р_ч = (Р / 24) ∙ К_час., кг/ч;     (3.15)

 

Р_ч = (2840 / 24) ∙ 2 =237 кг/ч.

10) расход жидкости, подаваемой к дробилке, определяем из расчёта 40м на 1т отбросов:

Q = 40 ∙ P, м³ / сут;      (3.16)

Q = 40 ∙ 2,84 = 113,6 м³ / сут.

Для дробления извлеченных отбросов проектируются дробилки