Водоотведение и очистка сточных вод города Московской области

При суточном расходе 20528,6м3/сут биологическую очистку производим в

аэротенке с регенерацией активного ила. Регенерация предусматривается при

БПКполн>150мг/л.

Аэротенк представляет собой резервуар, в котором находится смесь

активного ила и очищаемой сточной воды. Активный ил представляет собой

биоценоз микроорганизмов- минерализаторов, способных сорбировать на своей

поверхности и окислять в присутствии кислорода воздуха органические

вещества сточной воды. Из аэротенка иловая смесь ( сточная вода и активный

ил) поступает во вторичный отстойник, где активный ил осаждается, и

основная его масса возвращается в аэротенк.

Доочистка сточных вод требуется, если в сточной воде после полной

биологической очистки и перед сбросом в водоем необходимо снизить

концентрацию загрязнений по взвешенным веществам, БПК, ХПК и др. Для

доочистки используем барабанные сетки и песчаные фильтры.

Дезинфекция сточных вод является заключительным этапом их обработки

перед сбросом в водоем. Задача дезинфекции - уничтожение патогенных

микроорганизмов и вирусов, содержащихся в сточной воде.

Обработка осадков сточных вод, образующихся в процессе их очистки,

заключается в уменьшении их влажности и объема, стабилизации,

обеззараживании и подготовке к утилизации. Для обработки осадка применяем

аэробный стабилизатор, в котором органическая часть осадка и ила длительное

время минерализуется аэробными микроорганизмами при постоянной продувке

воздухом. Аэробный стабилизатор по сравнению с метантенком проще по

устройству, безопаснее в эксплуатации. Аэробные стабилизаторы размещают

рядом с аэротенками, что сокращает протяженность коммуникаций.

Из аэробных стабилизаторов ил направляется для обезвоживания на вакуум-

фильтрах. Фугат направляется в первичные отстойники.

8. Расчет очистных сооружений.

8.1. Сооружения для механической очистки сточных вод.

8.1.1. Решетки

Содержащиеся в сточных водах бумага, тряпье, мочала и другие крупные и

волокнистые материалы осложняют работу очистных сооружений. Поэтому важной

и обязательной мерой очистки и подготовки воды для последующей очистки

является удаление из сточных вод крупных загрязнений. Для этого в составе

очистных сооружений предусматривают решетки. Они выполняются из ряда

металлических стержней, расположенных параллельно друг другу и создающих

плоскость с прозорами, через которую процеживается вода. Стержни решетки

закрепляются в специальной раме,

обеспечивающей жесткость всей решетки и фиксацию расстояния между

стержнями.

Решетки устанавливаются в уширенных каналах, называемых камерами.

Движение воды через решетки происходит самотеком.

Если на решетке задерживается загрязнений более 0,1м3/сут, то удаление

их с решетки и подъем из воды механизируются. Уловленные загрязнения

подвергаются дроблению на специальных дробилках.

На производительность станции Qсут = 20528,6м3/сут принимаем решетки

марки РМВ 600/800 с размерами камеры 600х800мм в количестве одной рабочей и

одной резервной.

Техническая характеристика решетки марки РМВ 600/800

Производительность:

. по воде в тыс. м3/сут

17 - 23

. по отбросам в т/сут

1,3

Ширина прозоров в мм

16

Площадь прохода в м2 - 0,2

Потери напора в решетке определяются по формуле:

h = ( ,

где ( – коэффициент местного сопротивления решетки;

Р – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора

вследствие засорения решетки и равный 3;

v – скорость в прозорах решетки, v = 1 м/с;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81м/с2;

Коэффициент местного сопротивления решетки определяется по формуле:

( = ( ( ,

где ( - угол наклона решетки к горизонту, ( = 90, sin ( = 1;

( - коэффициент, зависящий от формы стержней, ( = 1,83 для

прямоугольных стержней с закругленной лобовой частью;

s – толщина стержней, s = 8мм;

(= = 0,726;

h = 0,726 * 3 = 0,07м.

Объем улавливаемых загрязнений

Vсут = ,

где Nж – число жителей, Nж = 44585чел;

Nуд – удельное количество отбросов, снимаемых с решеток,

имеющих

ширину прозоров b = 16мм, Nуд = 8л/год на человека;

Vсут = = 0,98м3/сут.

Так как количество отбросов, задерживаемых на решетке, более 0,1м3/сут,

то предусматриваем механизированную очистку решеток.

При плотности загрязнений р = 750кг/м3 масса загрязнений составляет:

М = 0,98 750 = 735кг/сут = 30,6кг/ч.

Для измельчения отбросов решетка оборудуется молотковой дробилкой марки

Д3 производительностью 300-600кг/ч.

8.1.2. Песколовки.

В сточных водах содержится значительное количество нерастворенных

минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.). При совместном

выделении минеральных и органических примесей в отстойниках затрудняется

удаление осадка и уменьшается его текучесть. При этом могут происходить

разделение осадка на тяжелую (песок с большим удельным весом) и легкую

(органическую с небольшим удельным весом) части и накопление песка в

отстойниках. Для удаления такого осадка требуются усиленные скребки.

Осадок, содержащий песок, плохо транспортируется по трубопроводам, особенно

самотечным. Песок накапливается в метантенках, выводя из работы полезные

объемы. предназначенные для сбраживания органических осадков. Поэтому в

составе очистных сооружений за решетками проектируются специальные

сооружения, называемые песколовками. Они предназначены для выделения из

сточных вод нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и

др.) Выделение песка в них происходит под действием силы тяжести.

Число песколовок или отделений должно быть не менее двух. все они

должны быть рабочими. Если для удаления осадка применяются скребковые

механизмы, то желательно предусматривать резервную песколовку или

отделение.

При объеме улавливаемого осадка до 0,1 м3 / сут допускается удалять

осадок вручную. При большом объеме осадка выгрузка его должна

механизироваться. В целях исключения загнивания осадка выгрузку его следует

производить не реже 1 раза в 2 суток. Обычно выгрузку осадка производят 1

раз в смену.

Горизонтальные песколовки представляют собой удлиненные в плане

сооружения с прямоугольным поперечным сечением. Другими важнейшими

элементами песколовок являются: входная часть песколовки, представляющая

собой канал, ширина которого равна ширине самой песколовки; выходная часть

представляющая собой канал, ширина которого сужена от ширины песколовки до

ширины отводящего канала; букер для сбора осадка, обычно располагаемый в

начале песколовки под днищем. Возможно устройство бункера и над

песколовкой.

Песколовки имеют следующее оборудование: механизм для перемещения

осадка в бункер, гидроэлеватор для удаления осадка из песколовки и

транспорта его к месту обезвоживания или другой обработки.

Длину песколовки вычисляют по формуле

Ls = ,

где Ks – коэффициент, учитывающий влияние турбулентности и

других факторов на работу песколовок, принимаемый по

табл.27 /1/, Кs = 1,7;

Hs – расчетная глубина песколовки, Нs = 0,5м;

Vs –скорость движения сточных вод, принимаемая по

табл.28/1/,

Vs = 0,3м/с;

U0 – гидравлическая крупность песка, принимаемая в

зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц

песка, U0 = 18,7мм/с;

Ls = = 13,6м

Принимаем длину песколовки Ls = 14м.

Ширину песколовки определяем по формуле

Bs = ,

где n – число отделений песколовки, n = 2;

q – максимальный расход сточных вод, q = 0,347м3/с;

Bs = = 1,16м

Принимаем Bs = 1,2м.

Проверим время пребывания сточной воды в песколовке

t = = = 47с.

Время пребывания сточной жидкости в песколовке должно находиться в

пределах 30 – 60с.

Объем осадочной части песколовки определяется по формуле

Woc = ,

где Т – число суток между двумя чистками, Т = 1сут;

р – норма осаждения песка на одного человека, р=0,02л/сут чел;

N – приведеное число жителей по взвешенным веществам,

N = 71147чел;

Wос = = 1,42м3

Так как количество осадка более 0,5 м3/сут, то удаление осадка

происходит при помощи гидроэлеватора.

Первичные отстойники располагаются в технологической схеме

непосредственно за песколовками и предназначаются для выделения взвешенных

веществ из сточной воды, что при достигаемом эффекте осветления 40-60%

приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40%

исходного значения.

Во избежание повышенного прироста избыточного активного ила в

аэротенках остаточная концентрация взвешенных веществ в осветленной сточной

воде после первичных отстойников не должна превышать 100-150 мг / л.

Горизонтальные отстойники представляют собой прямоугольные в плане

резервуары, разделенные продольными перегородками на несколько отделений, в

которых поток осветляемой воды, распределяемый по ширине сооружения с

помощью лотка с впускными отверстиями, движется горизонтально в направлении

водослива сборного канала, расположенного с противоположного торца

отстойника.

Выпадающий по длине отстойника осадок перемещается скребком в

расположенные на входе в сооружение иловые приямки, откуда под

гидростатическим напором выгружается в самотечный трубопровод с последующим

его отводом на перекачивающую насосную станцию. Всплывающие нефтемасляные и

жировые вещества собираются в конце сооружений в жиросборный лоток, из

которого также самотеком отводятся на перекачку.

Достоинствами горизонтальных отстойников являются их относительно

высокий коэффициент использования объема и достигаемый эффект осветления

воды по взвешенным веществам – 50- 60%; возможность их компактного

расположения и блокирования с аэротенками.

Расчет горизонтального отстойника

Расчет состоит в определении размеров рабочей части отстойника

Расчет производим по необходимому эффекту осветления:

Э = ,

где Ссмвв – содержание взвешенных веществ в сточных водах,

поступающих в отстойник, Ссмвв = 230мг,л;

150 – содержание взвешенных веществ в сточной воде после

первичных отстойников, мг/л;

Э = (230 – 150) 100%/230 = 35%

Ширину отстойника определяем по формуле

Bset =,

где qmax – максимально секундный расход сточных вод,

qmax = 0,347м3/с;

n – количество секций отстойника, n = 4шт;

Hset – рабочая глубина отстойной части, Hset =2,5м;

Vw – скорость рабочего потока, принимаем Vw = 0,006м/с;

Bset = = 5,8м

Ширина рабочей части должна быть в пределах

Bset = 2Hset – 5Hset = (5 – 12,5)м, (табл. 31 /1/).

Принимаем Bset = 6м.

Уточним скорость потока:

Vw = = = 0,0058м/с.

Скорость должна находиться в пределах 0,005 – 0,01м/с, (табл. 31

/1/).

Определяем длину отстойника по формуле

L = ,

где Kset – коэффициент использования объема проточной части

отстойника, Kset = 0,5 (табл. 31 /1/);

Vtb – вертикальная турбулентная составляющая, определяемая

в зависимости от скорости по табл. 32 /1/,

Vtb=0,0000008м/с;

U0 – гидравлическая крупность взвешенных частиц, м/с;

Гидравлическая крупность определяется по формуле

U0 = ,

где tset – продолжительность отстаивания, соответствующая

заданному эффекту очистки и полученная в

лабораторном

цилиндре в слое h1 = 0,5м; tset

= 1155c (табл.30 /1/);

n2 – показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в

процессе осаждения, n2 = 0,17 (черт.2 /1/);

U0 = 1000 0,5 2,5/(1155(0,5 2,5/0,5)0,17 = 0,93мм/с.

L = 0,0058 2,5/(0,5(0,00093 – 0,0000008) = 33,4м.

Принимаем L = 33м.

8.2. Сооружения для биологической очистки сточных вод.

8.2.1. Аэротенки.

В процессе биологической очистки сточных вод в аэротенках растворенные

органические вещества, а также неосаждающиеся тонкодиспергированные и

коллоидные вещества переходят в активный ил, обусловливая прирост исходной

биомассы. Вновь образованный активный ил отделяется от очищенной воды

только вместе с исходным илом, количество которого в аэротенке

поддерживается в определенных пределах, и, следовательно, увеличение

биомассы за счет ее прироста в аэротенке должно сопровождаться выводом

соответствующего количества биомассы из системы биологической очистки.

Расчет аэротенка

Принимаем:

. дозу ила в аэротенке ai=3г/л;

. иловой индекс Ii =80см3/г;

. концентрацию растворенного кислорода CО2 =2 мг/л.

Рассчитаем степень рециркуляции активного ила по формуле 52 /1/:

Ri= = =032

БПКполн с учетом разбавления рециркулирующим расходом определяется по

формуле 51(1):

Lmix = ==177,6 мг/л

где Len -БПКполн поступающий в аэротенк сточной воды, Len =229,7

мг/л

Lek - БПКполн очищенной воды. Lek =15 мг/л

Продолжительность обработки сточной воды а аэротенке определяется по

формуле 56(1):

tat= * = * =1,6 ч

Принимаем tat = 2 часа в соответствии с примечанием 2 к формуле 49/1/

Доза ила в регенераторе определяется по формуле 55/1/.

ar = = = 7,7 г/л

Удельная скорость окисления определяется по формуле 49/1/ при дозе ила:

Р= ==15,7 мг/г ч

где Рmax -максимальная скорость окисления Рmax =85 мг/г ч

(табл..40/1/)

CO2 -концентрация растворенного кислорода CO2 =мг/л;

Kl -константа, характеризующая свойства органических

загрязняющих веществ Kl=33 мг/л (табл. 40/1/);

K0 -константа, характеризующая влияние кислорода

K0=0,625 мг/л (табл. 40/1/);

( -коэффициент ингибирования продуктами распада активного

ила (=0,07 л/г (табл. 40/1/)

Продолжительность окисления загрязнений определяется по формуле 54 /1/:

t0= = =7,9 ч

Продолжительность регенерации определяется по[pic] [pic]формуле:

tч = t0 - tat

t0 с поправкой на температуру:

t0 = t0= * 7,9=8,5 ч.

Tч=8,5-2=6,5 ч

Расчетная продолжительность обработки вод

ta-r = tat (1+Ri)+tr Ri= 2(1+0,32)+6,5*0,32=4,72 час

Расчетный расход как среднечасовой приток за время обработки воды (7

час) в часы максимального расхода с 7 до 18 часов составляет:

Qср = 6,09+6,03+5,85+5,49+5,2+4,86+4,63=5,45% в сут

Расчетный расход qw =0,0545*20526,6=1118,7 м3/час

Объем аэротенка находим по формуле 58 /1/

Wat = tat (1 +Ri) qw = 2 (1 + 0,32) 1118,7 =2953,4 м3

Объем регенератора определяем по формуле 59 /1/

Wr = tr Ri qw =6,5 0,32 1118,7 = 2326,9 м3

Общий объем определяем по формуле:

Wa-r = Wat + Wr = 2953,4 + 2326,9 = 5280,3 м3

Средняя доза ила в системе, аэротенк-регенератор:

ai ср = = = 5,0 г/л

Нагрузка на 1г без зольного вещества ила по формуле 53 /1/:

qi = = = 312 м/ г сут

Объем аэротенка составит

Wa-r = 2 * 4 ,5 * 4,4 * 2 * 67 =5306,4 м3

Фактическая продолжительность обработки воды:

ta-r факт = = =4,7 ч

Отношение ( lcor / Ba = 2,67 /4,5 = 30

Удельный расход воздуха определяем по формуле;

qair = ,

где qo -удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой

БПКполн,

принимаемый при очистке до БПКполи = 15 мг/л равной ….qo=

1,1

K1– коэффициент, учитывающий тип аэратора, для

среднепузырчатой

аэрации K1=0.75

K2– коэффициент, зависящий от глубины погружения

аэраторов

ha = 4 м, K2= 2,52

Kt– коэффициент, учитывающий температуру сточных вод,

которую определяют по формуле:

Kt =1+0,02 (Tw –20) = 1+0,02 (15-20) =0,9

где – Tw- среднемесячная температура воды за летний период,

Tw =15(C

K3 – коэффициент качества воды, принимаемый для городских

сточных вод K3= 0,85

Ca - растворимость кислорода воздуха в воде, определяемая по

формуле.

Ca = (1+ ) CT = (1+ ) 10,2 = 12,2 мг/л,

где ha – глубина погружения аэратора ha = 4 м

CT -растворимость кислорода в воде, в зависимости от температуры

и атмосферного давления, CT= 10 мг/л

Co – средняя концентрация кислорода в аэротенке, Co = 2 мг/л.

qair = = 24 м3/м3 очищаемой воды

Интенсивность аэрации:

I = = = 18,2 м3/м2ч

Общий расход воздуха:

qair = == 20785,2 м3/ч

8.2.2. Вторичные отстойники.

Вторичные отстойники являются составной частью сооружений биологической

очистки, располагаются в технологической схеме непосредственно после

биоокислителеЙ и служат для выделения активного ила из биологически

очищенной воды, выходящей из аэротенков, или для задержания биологической

пленки, поступающей с водой из биофильтров.

Горизонтальные вторичные отстойники выполняются с шириной отделения 6 и

9 м, что позволяет их блокировать с типовыми аэротенками, сокращая при этом

площадь, занимаемую очистными сооружениями. Для сгребания осевшего

активного ила к иловому приямку в горизонтальных отстойниках используют

скребковые механизмы цепного или тележечного типов.

Расчет вторичного отстойника

Максимально часовой расход сточных вод:

qmax = = =1283 м3 /ч,

где Кобщ– коэффициент общей неравномерности, Кобщ= 1,5

Вторичные отстойники, устраиваемые после аэротенков, рекомендуется

рассчитывать по нагрузке:

qssa= ==1,4 м3/м2 ч,

где–Kss -коэффициент использования объема зоны отстаивания,

принимаемый для горизонтальных отстойников, Kss= 0,45.

Ii - иловой индекс, Ii = 71,2 см3/ч

ai- концентрация активного ила в аэротенке, ai= 3 г/л.

at – концентрация ила в осветленной воде, at.= 15 мг/л.

Hget - глубина отстойника, принимаем Hget.= 2,5 м

Площадь одной секции, при n= 4

F = == 229 м2

Ширину одной секции принимаем B = 6м. При этом длина отстойника

составит:

L= = 38 м

8.3.Сооружение глубокой доочистки.

Сточные воды после полной биологической очистки на очистных

сооружениях имеют следующие показатели.

БПКполн = 15 мг/л, взвешенные вещества 15 мг/л.

Эти показатели не соответствуют «правилам охраны поверхностных вод от

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10