Реконструкция аэротенка

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Декабря 2013 в 22:29, курсовая работа

Описание работы

К городу N. была присоединена территория близлежащих деревень и поселков площадью 2116 га [Приложение 1]. Территория была перестроена под новый городской район с плотностью населения 35 чел/га, нормой водоотведения 270 л/сут на одного жителя. Было решено устроить сброс стоков от нового района на городскую станцию очистки сточных вод. Расход сточных вод на станции увеличился на 20 000 м3/сут.
Предусматриваем реконструкцию глубокой биологической очистки воды – аэротенка.

Содержание работы

1. Задание на проектирование…………………………………... 0
2. Аннотация……………………………………………………... 1
3. Содержание……………………………………………………. 2
4. Основная часть………………………………………………... 3
5. Библиографический список……...…………………………... 11
6. Приложения…………………………………………………… 12

Файлы: 1 файл

Реконструкция.docx

— 508.94 Кб (Скачать файл)


 

 

 

 

 


Аннотация

К городу N. была присоединена территория близлежащих деревень и поселков площадью 2116 га [Приложение 1]. Территория была перестроена под новый городской район с плотностью населения 35 чел/га, нормой водоотведения 270 л/сут на одного жителя. Было решено устроить сброс стоков от нового района на городскую станцию очистки сточных вод. Расход сточных вод на станции увеличился на 20 000 м3/сут.

Предусматриваем реконструкцию  глубокой биологической очистки  воды – аэротенка.

 


 

 

Ф.И.О.

 

Подпись

Дата

Лист

2

ФГБОУ ВПО МГСУ - 270112.02 – 5,1 - КП - 9 ПЗ

 

 Разраб.

Полежаева А.А.

 

 

Проверил

 

Воронов Ю.В.

 

 

Норм.конт.

 

 

Тема курсового проекта:

Реконструкция инженерных систем и  сооружений

Стадия

Листов

 

Кафедра «Водоотведение

 и водная экология»


Содержание

1.

Задание на проектирование…………………………………...

0

2.

Аннотация……………………………………………………...

1

3.

Содержание…………………………………………………….

2

4.

Основная часть………………………………………………...

3

5.

Библиографический список……...…………………………...

11

6.

Приложения……………………………………………………

12


 

 

Лист


3

  ФГБОУ ВПО МГСУ - 270112.02 - 5.1 - КП - 9 ПЗ

Введение


Охрана природы  от загрязнений и рациональное использование

природных ресурсов занимают одно из первых мест среди современных проблем человечества. Важнейшими условиями для обеспечения

санитарно-эпидемиологического и экологического благополучия населения является предотвращение загрязнения водных источников неочищенными или недостаточно очищенными сточными водами. По мере роста населения и активизации хозяйственной деятельности человека значимость этой проблемы будет только увеличиваться.

Развитие технологий очистки сточных вод традиционно базируется на процессе биологической очистки с взвешенным активным илом, главное целью которого является удаление потребляющего кислород органического субстрата, находящегося во взвешенном, коллоидном и растворенном состояниях. Очистные сооружения, реализующие такую технологию, имеют большие объемы емкостных сооружений, выполненных из железобетонных конструкций, потребляют значительное количество электроэнергии, образуют большое количество осадков в виде избыточного активного ила.

Во второй половине XX века процесс очистки сточных вод успешно развивался в направлении удаления из сточной воды биогенных веществ и доочистки от других загрязнений, что потребовало еще большего увеличения емкостных сооружений. При этом параллельно развивающиеся технологии очистки сточных вод с развитием биоценозов микроорганизмов-обрастателей (биопленка) до настоящего времени не нашли широкого распространения, несмотря на возможность сокращения объемов сооружений.

 


Лист

4

  ФГБОУ ВПО МГСУ - 270112.02 - 5.1 - КП - 9 ПЗ


Расчеты

В городе N. станция очистки сточных вод рассчитана на расход 35 000 м3/сут. При том от жилых кварталов поступает 30 000 м3/сут, а от предприятия поступает 5 000 м3/сут. В состав очистных сооружений входят: блок механической очистки сточных вод, включающий в себя механизированные решетки, горизонтальные песколовки и первичные радиальные отстойники; блок биологической очистки сточных вод, включающий аэротенк-вытеснитель и вторичные радиальные отстойники. После механической и биологической очистки вода поступает в контактные резервуары для обеззараживания стоков перед сбросом в водоем. Так же на станции находится блок обработки осадка.

При перспективном развитии жилого сектора поселка (города) дополнительный приток сточной воды ориентировочно принимается исходя из числа жителей  и согласно норме водоотведения.

В связи со строительством нового района расход увеличился на 20 000 м3/сут. Общий суточный расход составляет Qср сут 55 000 м3/сут. 
Максимальный часовой расход qmax час = 2809.92 м3/ч. 
Максимальный секундный расход qmax сек = 780.53 л/с.

На станции размещен 2-х  секционный 4-х коридорный типовой  аэротенк-вытеснитель с рабочим  объемом одной секции 4990 м3 при ее длине 63 м, ширине коридора 4,5 м, рабочей глубине 4,4 м с 50 % регенерацией. Доза активного ила 3 г/л, показатель рециркуляции 0,5.

Пропускной расход аэротенка  составляет 1900 м3/ч. При данных условиях эксплуатации в связи с увеличением расхода очистной станции необходима интенсификация работы сооружений, а соответственно их модернизация и реконструкция.


Лист

5

  ФГБОУ ВПО МГСУ - 270112.02 - 5.1 - КП - 9 ПЗ


Для компенсации недостаточной  продолжительности биологического процесса необходимо повысить окислительную  мощность. Перспективным и эффективным направлением повышения окислительной мощности аэрационных сооружений является повышение в них рабочей дозы активного ила. При этом, с учетом возможностей вторичного отстаивания по разделению иловой смеси, задача повышения дозы ила в аэрационном сооружении ставится таким образом, чтобы нагрузка на вторичные отстойники по концентрации активного ила в поступающей в них иловой смеси не превышала допустимые пределы в целях обеспечения требуемого качества осветления очищенной воды.

Одним из направлений повышения  дозы ила в аэрационном сооружении является использование нейтральных  носителей для образования на них фиксированной микрофлоры. Это  означает, что в аэротенке поддерживаются два вида микробиальных культур: свободноплавающая, представляющая собой  активный ил в обычном его понимании  и прикрепленная к плавающему в иловой смеси носителю.

Осуществим реконструкцию  и модернизацию работы аэротенка  за счет установки плоскостной загрузки в виде пространственных блоков непосредственно  в жидкую фазу [Приложение 2].

Установка плоскостной  загрузки

Для предотвращения перегрузки вторичных отстойников и увеличения общего количества активного ила  предусматривается установка дополнительных объемов поверхности. Процесс биологической  очистки будет происходить как  с использованием свободно плавающего активного ила, так и биологической  пленки, наращиваемой на загрузочном  материале.


Лист

6

  ФГБОУ ВПО МГСУ - 270112.02 - 5.1 - КП - 9 ПЗ


Загрузка выполняется  в виде отдельных кассет из различных  материалов. Между дном, стенками и  загрузкой имеются зазоры для  циркуляции сточной воды, препятствующей выпадению ила на дно сооружения.

Принимаем к установке  пористо-волокнистый материал «ПОЛИВОМ». Монтаж листов «ПОЛИВОМ» осуществляется в кассеты по 10 листов размерами 1020*1010*2800 мм.

Технические характеристики материала:

Размер листа = 1000*2600 мм

Толщина листа = 10 мм

Диаметр образующегося волокна = 400 мкм

Пористость = 70 %

Удельная поверхность = 2500 м23

Определим необходимую площадь загрузки по формуле:

м2

а – доза активного ила, кг/м3 
W = объем секций, выделенных под аэротенк, м3 
b – удельное количество биологической пленки, кг/м2

Необходимое количество кассет «ПОЛИВОМ»:

 шт

Wкассеты – объем одной кассеты.

Необходимо реконструировать систему подачи воздуха и воздухораспределения в связи с увеличением концентрации активного ила.

Расчет системы аэрации


Лист

7

  ФГБОУ ВПО МГСУ - 270112.02 - 5.1 - КП - 9 ПЗ


Для определения необходимого количества воздуха для подачи в  аэротенки производится расчет удельного  расхода воздуха qair на 1 м3 очищаемой воды:

Принимаем удельный расход кислорода воздуха q0 = 1,1мг/мг.

Коэффициент k1, учитывающий тип аэратора, принимаем для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка. Находим по табл.42 СНиП, приняв отношение faz/ fat =0,3, получим k1 = 1,89.

Коэффициент k2, зависящий от глубины погружения аэратора hа. (по табл.43 СНиП k2 = 2,08). hа = 3м.

Коэффициент k3 - коэффициент качества воды, принимаемый для городских сточных вод 0,85.

Коэффициент учета температуры  сточных вод:

kt = 1 + 0,02(Тw – 20) = 1 + 0,02 (20 – 20) = 1,

Тw – среднемесячная температура воды за летний период, °С.

Растворимость кислорода при аэрации Са:

СТw  – растворимость кислорода воздуха в воде в зависимости от температуры и давления, принимаем равным 9,02 мг/л.

CO — средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л; в первом приближении СО допускается принимать 2 мг/л.

 м3/ м3.

Интенсивность аэрации:

 

= 30 м3/(м² ч) – для принятого значения k1  по табл.42 СНиП.

= 4 м3/(м² ч) – для принятого значения k2  по табл.43 СНиП.

< , уточнения не требуется.

Общий расход воздуха:    

 


Лист

8

  ФГБОУ ВПО МГСУ - 270112.02 - 5.1 - КП - 9 ПЗ


Расчет  количества аэраторов.

Принимаем в качестве воздухораспределителей высокопористые полиэтиленовые трубчатые  аэраторы фирмы «Экополимер» [Приложение 3].

Элемент аэрационной системы  мелкопузырчатый трубчатый аэратор  Аква-Про «Экополимер» имеет следующие  технические параметры:

Длина аэратора L = 975 мм

Полезная длина Lполез = 870 мм

Внешний диаметр аэрационной  трубы dвнеш = 100 мм

Внутренний диаметр dвнутр = 90 мм

Оптимальная нагрузка воздуха  qair = 12-15 м3/ч*м

Потери давления в аэраторе Нair = 1,8 – 3,0 м

Общая длина аэраторов:        

 м.

Количество  аэраторов:

 шт.

В аэротенках-вытеснителях рекомендуется устанавливать в  первой половине 67% аэраторов, а во второй – 33%.

Потери  напора в воздушных линиях:

Нl – потери по длине = 0,1 м;

Нloc – местные потери = 0,1 м;

Нair – потери давления в аэраторе = 2 м.

Имеющаяся на станции очистки  сточных вод воздуходувная станция  производительностью 40000 м3/ч обеспечивает необходимый расход воздуха.

Проверка  аэротенка-вытеснителя на пропуск  расчетного расхода сточных вод.


Лист

9

  ФГБОУ ВПО МГСУ - 270112.02 - 5.1 - КП - 9 ПЗ


Содержание БПК в исходной воде Len = 280 мг/л. С учетом снижения БПК при первичном отстаивании Len = Len * 0.75 = 210 мг/л.

Len = 12.3 мг/л.

Доза активного ила  аi = 4 г/л.

Показатель рециркуляции Ri = 0,5.

Определим дозу активного ила в регенераторе:

        г/л

Удельная  скорость окисления

,

= 85 мг/г*ч – максимальная скорость  окисления, принимаем по таб. 40 СНиП;

Со = 6,8 мг/л – концентрация растворенного кислорода;

KL = 33 мг БПК/л – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ;

Ко = 0,625 мг О2/л – константа, характеризующая влияние кислорода;

= 0,07 л/г – коэффициент ингибирования  продуктами распада активного  ила.

 

Период  окисления органических загрязняющих веществ.

 ч

S – зольность ила, принимается по табл.40 СНиП.

Период  обработки воды в аэротенке.

- БПКполн смеси сточных вод и возвратного ила, мг/л:

 


Лист

10

  ФГБОУ ВПО МГСУ - 270112.02 - 5.1 - КП - 9 ПЗ


Период  обработки воды в регенераторе.    

tr = to – tat = 3,86 – 1,34 = 2,52 ч

Вместимость аэротенка.  

Wat = tat · (1+ Ri) · qw = 1,34 · (1+0,5) · 2809.92 = 5642 м3

qw – расчетный расход сточных вод, qw = 2809.92 м3/ч.

Вместимость регенератора.   

Wr = tr · Ri · qw = 2,52 · 0,5 · 2809.92 = 3548 м3

Общая вместимость системы «аэротенк-регенератор».

Watr = Wat + Wr = 5642 + 3548 = 9190 м3

Показатель  регенерации.

Preg = Wr / Watr · 100% = 3548 / 5642 · 100% = 40 %

Средняя доза ила в системе.

 

Объем типового аэротенка

 м3

Окислительная мощность.

 мг/(г*сут).

Иловый  индекс.

– принимаем в зависимости от окислительной мощности по табл.41 СНиП.

 

Необходимый объем аэротенка  Watr = 9190 м3

Объем типового аэротенка  Watrтип = 9980 м3

Watr < Watrтип, следовательно доза ила подходит и биологическая очистка будет выполняться в должном объеме.

 

 


Лист

11

  ФГБОУ ВПО МГСУ - 270112.02 - 5.1 - КП - 9 ПЗ


Библиографический список:

  1. Воловник Г.И., Терехов Л.Д. Реконструкция систем водоснабжения и водоотведения населенных мест: учебное пособие. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2003. – 113 с.
  2. Воронов Ю.В., Саломеев В.П. Гогина Е.С. Методологические основы реконструкции водоотводящих систем и сооружений: монография. М.: МГСУ, 2012
  3. Под общ. ред. В.Н. Самохина. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. 2-е изд. М.: Стройиздат 1981. – 639 с.
  4. Саломеев В.П. Реконструкция инженерных систем и сооружений водоотведения. М.: АСВ, 2009
  5. СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения»

Информация о работе Реконструкция аэротенка