Проектирование Контактных осветлителей

 

Как видно из приведенных  данных, после выпуска сточных  вод в расчетном створе не обеспечивается допустимая концентрация по содержанию аммонийного азота, нитритов и нефтепродуктов из-за высокого фонового содержания этих загрязнений в речной воде. Так содержание азот аммонийного в речной воде (выше выпуска) превышает ПДК в 2 раза, азота нитритов - в 4,5 раза, нефтепродуктов - в 4,8 раза. При этом следует отметить, что концентрация указанных компонентов в очищенном стоке не превышает их ПДК для водоемов рыбохозяйственного водопользования.

3. Выбор и обоснование метода очистки сточных вод 
   

Согласно [2], 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 водоем, должны отвечать требованиям «Правил  охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». 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.

Анализ полученных данных показывает, что на очистных сооружениях может быть применена схема полной биологической очистки сточных вод без доочистки.

В соответствии с характеристикой  сточных вод и расчетами по требуемой степени их очистки в проекте применена схема полной биологической очистки с аэротенками продленной аэрации.

Механическая очистка стоков осуществляется на решетках тонкого процеживания с прозорами 3мм и в песколовках с круговым движением воды. Использование решеток с прозорами 3мм и применение аэротенков продленной аэрации позволяет исключить из состава сооружений механической очистки первичные отстойники, что уменьшает количество образующегося осадка и упрощает эксплуатацию сооружений. Кроме того, эффективное удаление из сточных вод механических примесей повышает эффективность и надежности работы песколовок.

Биологическая очистка осуществляется в аэротенках продленной аэрации, сблокированных с вторичными отстойниками.

Работа аэротенков в  таком режиме обеспечивает глубокую нитрификацию при минимальном приросте активного ила. Система аэрации - пневматическая с мелкопузырчатыми аэраторами из волокнисто-пористого полиэтилена.

Обеззараживание сточных вод предусматривается  хлорированием с использованием передвижной хлораторной, при этом контакт сточных вод с хлором осуществляется в контактных прудах, выполняющих роль отстойников, а при необходимости - роль аварийных накопителей неочищенных сточных вод.

Контактные пруды выполняются  в виде земляных резервуаров из двух отделений, которые могут заполняться и опорожняться поочередно.

Выпуск очищенных сточных  вод производится в реку.

Обработка осадка предусматривает  уплотнение избыточного ила в  илоуплотнителях с последующей сушкой на высоконагружаемых иловых площадках, оборудованных системой вертикального дренажа. Подсушенный осадок может использоваться в качестве органо-минерального удобрения в озеленении и лесоводстве.

Песок из песколовок удаляется эрлифтом в бункеры для обезвоживания.

Обезвоженный песок и отбросы  с решеток вывозятся в места, согласованные с санитарной службой города.

Измерение расхода сточных  вод, поступающих на очистные сооружения, производится ультразвуковым расходомером "Днепр-7" на отводящем трубопроводе очищенного стока после вторичных отстойников.

Площадка очистных сооружений по разработанной  схеме занимает площадь 1,57га.

Реализация запроектированной  схемы обеспечит очистку сточных вод до установленных расчетом концентраций.

 

4. Расчет канализационных очистных сооружений 
   

1. Сооружения механической очистки сточных вод 
   

1. Приемная камера очистных сооружений

 

Приемная камера предназначена  для приема 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. Приемная камера разрабатывается на прием сточных вод от главной канализационной насосной станции и дренажной насосной станции. Выбор типа размера камеры производится в зависимости от пропускной способности и диаметра напорных водоводов. Расчетный расход, поступающий на очистную станцию, поступает по двум ниткам напорного водовода диаметром 250 мм [4]. Диаметр аварийного трубопровода 300мм, расход от дренажной насосной станции поступает по напорному трубопроводу диаметром 100мм [4].

 

Рисунок 4.1 Приемная камера

Размеры камеры принимаются конструктивно  А х В х Н = 1400 х 3800 х 1500 (см. рисунок 4.1).

2. Решетки 
   

Для предотвращения попадания крупных  загрязнений на очистные сооружения предусматриваются решетки.

Принимаем решетку-процеживатель  «STEP SKRIN»

Решетка-процеживатель шагового типа устанавливается на канале между приемной камерой и песколовками.

Решетка имеет следующие  размеры:

ширина- 400 мм,

длина - 1400 мм,

высота - 1600 мм,

ширина прозоров - 3мм,

глубина канала в месте установки решетки - 900 мм,

рабочая глубина канала - 600 мм,

мощность  электропривода - 1,1кВт.

Резервная решетка выполняется  упрощенной конструкции с прозорами 6-8 мм и ручным удалением отбросов.

Количество  отбросов, задерживаемое шаговой  решеткой и удаляемое с очистных сооружений, составляет

где - отбросы, приходящиеся на одного человека в год, ;

- приведенное население по  взвешенным веществам,  ;

- коэффициент часовой неравномерности  поступления отбросов, ;

- плотность отбросов, .

Отбросы с решетки сбрасываются в дырчатый контейнер, устанавливаемый над каналом за решеткой, откуда они вручную перегружаются в контейнер-накопитель с последующим вывозом.

Решетка оборудуется системой автоматики, позволяющей изменять режим  работы (режим процеживания или фильтрования).

 

 

Рисунок 4.2 Решетки

1 – решетка-процеживатель; 2 – дырчатое корыто; 3 – затвор  щелевой; 4 – решетка с ручным удалением отбросов; 5 – подводящий канал; 6 – отводящий канал.

3. Песколовки 
   

Для выделения из сточных вод  песка предусматривается горизонтальная песколовка с круговым движением  воды по ТП 902-2-331 тип II (рисунок 4.3). Они  более экономичны и надежны в работе. Эффективность их работы выше, чем обычных горизонтальных песколовок, что объясняется вращательным движением сточной жидкости в плоскости сечения потока, вызываемого круговым движением сточной воды в плане.

Песколовка представляет собой  круглый резервуар с коническим днищем. Внутри песколовки находится кольцевой лоток, заканчивающийся внизу щелевым отверстием.

Сточная вода из распределительной  камеры по подводящему лотку тангенциально поступает в кольцевой лоток песколовки. Минеральные частицы (песок) через щелевое отверстие в лотке опускаются в коническую часть песколовки, а вода по отводящему лотку направляется на последующую очистку.

Удаление песка из песколовки предусматривается эрлифтом, при этом эрлифт работает практически постоянно с подачей воды с примесью песка в бункеры для накопления и обезвоживания последнего. Отстоявшаяся в бункере вода возвращается в песколовки. Выгрузка песка из бункера производится по мере его заполнения.

Песколовка из двух отделений диаметром 4000мм имеет пропускную способность 56-86 л/с ( ).

Размеры кольцевого лотка песколовки: ширина 500мм; высота прямоугольной части 350мм; высота треугольной части 350мм. По таблицам гидравлического расчета канализационных сетей [5] определяем размеры подводящего канала. Учитывая возможную интенсификацию работы очистных сооружений в будущем, определяем наполнение в подводящем канале на расчетный расход с коэффициентом 1,4:

; ; ; ; .

Данные гидравлического расчета  подводящего канала к каждой песколовке приведен в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1 Данные гидравлического расчета подводящего канала к одной

песколовке

Расчетные данные	Расход, л/с
	qw.max/2=31,25	qw.min/2=9,20
Уклон, i Ширина канала В, м Наполнение h, м Скорость v, м/с	0,003 0,3 0,17 0,84	0,003 0.3 0,07 0,53

 

 

Размеры подводящего и отводящего лотка для каждой песколовки ВхН=300х450мм.

 

Рисунок 4.3 Песколовки

1 - подводящий канал, 2 – отводящий канал, 3 – пульпопровод, 4 – трубопровод опорожнения песколовки, 5 – эрлифт, 6 – воздухоотделительный бак, 7 – разделительный щит,

8 – желоб, 9 – затвор, 10 – подводящий лоток, 11 – отводящий  лоток.

 

Площадь живого сечения кольцевого лотка при расчетном расходе

;

где - скорость движения сточных вод: - при максимальном притоке сточных вод, - при минимальном притоке сточных вод;

- число песколовок или отделений.

Площадь сечения треугольной части  кольцевого лотка

;

где - ширина кольцевого лотка песколовки, ;

- высота треугольной части, .

Площадь сечения прямоугольной  части кольцевого лотка

.

Высота слоя жидкости в прямоугольной  части кольцевого лотка

Площадь живого сечения кольцевого лотка при минимальном расходе

;

- наполнение подводящего  канала при максимальном расходе, м;

- то же, при минимальном  расходе, м.

Скорость протока сточных вод  в песколовке при минимальном расходе

Длина песколовки по средней линии  осадочной части

где - диаметр песколовки, ;

- ширина кольцевого лотка, .

Требуемая длина песколовки

где - коэффициент, принимаемый в зависимости от типа песколовок [2, таблица 27]: для горизонтальных песколовок с диаметром задерживаемых частиц 0,20мм ;

- расчетная глубина песколовки, м;

 - гидравлическая крупность песка, [2, таблица 28];

-скорость движения сточных вод, .

Таким образом,

Продолжительность протока сточных  вод в песколовке должна быть не менее 30с при максимальном протоке:

что удовлетворяет требованию СНиП [2].

Количество песка (влажность 60%), удаляемое  из песколовок, определяется по норме 0,02 л/сут на 1 человека [2] и составляет:

.

Принимаются два песковых бункера с размерами в плане 1000х1500 каждый.

 

2. Сооружения биологической очистки сточных вод 
   

Аэротенки-отстойники разрабатываются  в виде прямоугольных емкостей сооружений, объединяющих в себе аэротенки продленной аэрации (аэрационная часть) и вторичные отстойники вертикального типа (отстойная часть). Оба сооружения связаны между собой переливными окнами, обеспечивающими переток иловой смеси из аэрационной зоны в отстойную зону.

Режим продленной аэрации, который  также называется методом полного  окисления, отличается значительно  большей продолжительностью пребывания сточных вод в аэротенках. Продолжительность аэрации сточных вод в продленном режиме составляет 1-3сут. в зависимости от начальной концентрации сточных вод по БПК. Аэротенки с продленной аэрацией работают при дозах активного ила по сухому веществу 3-6 г/л. в сут.

Аэротенки, работающие в режиме полного окисления, могут эксплуатироваться с удалением избыточного активного ила или без его удаления. В последнем случае избыточный активный ил выносится из вторичного отстойника, что снижает качество очистки. Поэтому для более высокой степени очистки проектом предусмотрено удаление избыточного ила из системы, тем более что низкий его прирост позволяет производить эту операцию через значительные промежутки времени.

Применение режима продленной аэрации  обусловлено незначительным приростом  активного ила и высокой степенью его минерализации, простотой эксплуатации, устойчивостью работы в режимах неравномерного поступления расхода сточных вод.

 

 

Рисунок 4.4 Аэротенки-отстойники

1 - аэротенк, 2 – отстойник, 3 – трубопровод подачи сточных  вод на очистку, 4 – трубопровод  отвода очищенной воды, 5 – система  аэрации , 6 – трубопровод циркуляционного ила, 7 – трубопровод отвода избыточного ила, 8 – воздухопровод, 9 – эрлифт, 10 – лоток, 11 – водослив зубчатый.

 

Расчет таких биоблоков производится в соответствии с исходными данными, приведенными в таблице 4.2

 

Таблица 4.2 Исходные данные для расчета аэротенков-отстойников

Параметры	Значения параметров
Суточный расход сточных вод, м3/сут	3000
Среднечасовой расход, м3/ч	125
Максимальный часовой расход, м3/ч	225
БПК20 поступающего стока, мг/л	357
То же очищенного стока, мг/л	15
Концентрация взвешенных веществ  в очищенном  стоке, мг/л	15
Среднегодовая температура сточных  вод, °С	15
Доза ила в аэротенках,г/л	3
Иловый индекс, см3/г	80
Концентрация азота аммонийного  в исходной воде, мг/л	17,5
То же в очищенной воде	0,39