Материал: Реконструкция очистных сооружений города Новотроицка

1.3.3 Расчет решеток

Исходные данные (расход сточных вод, м3/с):

Средний секундный qср = 0,26

Максимальный секундный qмакс = 0,972

Минимальный секундный qмин = 0,25

Приведенное население по

взвешенным веществам Nпр = 162396 чел.

На очистной станции г.Новотроицка применяются стационарные решетки с механическими граблями наклонные с очисткой спереди типа ГТМ. Расчет решеток ведется по [10].

Определяем площадь живого сечения рабочих решеток:

 (1)

где v - скорость движения жидкости в прозорах решетки, м/с. В прозорах механизированных решеток v = 0,9 м/с.

Принимаем решетки ГТ - 12М (площадь прохода f = 0,74м2). Тогда число рабочих решеток составит:

 (2)

Количество резервных решеток - 1 шт.

Основные показатели принятых решеток:

Пропускная способность (двух рабочих решеток) 50000 м3/сут

Площадь прохода решетки 0,74 м2

Ширина прозоров b = 0,055 м

Толщина стержня s = 0,008 м

Стержни прямоугольного сечения

Ширина решетки Bp = 1580 мм

Ширина канала перед решеткой B = 1000 мм

Глубина канала перед решеткой Н = 2000 мм

Число прозоров в решетке n можно определить по формуле:

 (3)

= n*5,5+(n-1)*8

Откуда n = 1580+8/13,5 = 118

Расчетное наполнение перед решеткой:

 (4)

где K1 - коэффициент, учитывающий стеснение потока граблями: К1 = 1,05.

Поскольку рабочих решеток 2, то подводящий канал к каждой из них рассчитывается на половину расчетного расхода.

Скорость уширенной части канала перед решеткой при минимальном притоке сточных вод желательна не менее 0,4 м/с во избежание заиливания канал:

 (5)

где hмин - наполнение в канале при минимальном притоке, подбираем по таблицам Лукиных.

Потери напора в решетке определяем по формуле:

 (6)

где K - коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в решетке вследствие засорения ее отбросами, K = 3;

 - коэффициент местного сопротивления решетки:

 (7)

где  - угол наклона решетки к горизонту:

На величину потерь напора следует понизить дно камеры за решеткой.

Определяем размеры камеры решетки в плане:

 (8)

 (9)

Общая строительная длина камеры решеток:

L = l1+l2+1.5 = 0.8+0.40+1.5 = 2.7 м (10)

Строительная глубина канала перед решеткой H = 2 м.

Суточный расход отбросов, снимаемых с решеток, определяем по формуле:

 (11)

где a - отбросы, приходящиеся на одного человека в год, a = 8л;пр - приведенное население по взвешенным веществам;

Отбросы, снятые с решетки, имеют следующие характеристики: плотность - 750 кг/м3, влажность - 80%, зольность - 7-8%, коэффициент часовой неравномерности поступления - 2.

Масса отбросов, снимаемых с решеток за сутки,

 (12)

или за час  (13)

.3.4 Расчет песколовок

Песколовки предусматриваются, если пропускная способность станции очистки более 100 м3/сут. Они предназначены для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака и др.) по направлению движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с вращательным движением жидкости, последние - на тангенсальные и аэрируемые. На данных очистных используются горизонтальные песколовки с круговым движением воды, так как эти песколовки 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.

Число песколовок или отделений песколовок должно быть не менее двух и все рабочие.

Исходные данные:

Максимальный расход qмакс = 972 л/с

Минимальный расход qмин = 250 л/с

Приведенное население по взвешенным веществам Nпр = 162396 чел.

Площадь живого сечения кругового лотка при расчетном расходе [9]:

 (14)

Площадь сечения треугольной части кругового лотка:

 (15)

Площадь сечения прямоугольной части кругового лотка:

 (16)

Высота слоя жидкости в прямоугольной части кругового лотка:

 (17)

Площадь живого сечения кругового лотка при минимальном расходе:

 (18)

где Hмакс - наполнение подводящего канала при максимальном расходе, определяется по [7];

Hмин - наполнение подводящего канала при минимальном расходе, определяется по таблицам Лукиных.

Длина песколовки по средней линии осадочной части:

 (19)

где Ks -коэффициент принимаемый в зависимости от типа песколовкиs - расчетная глубина песколовки, м- гидравлическая крупность песка: U0 = 18-24 мм/с, [1]s - скорость движения сточных вод: v = 0,3 м/с.

Рисунок 1.1 Горизонтальные песколовки с круговым движением воды

Рассчитываем средний диаметр песколовки:

 (20)

Продолжительность протока сточных вод в песколовке:

 (21)

(что удовлетворяет требованиям СНиП 2-32-74)

Рассчитываем наружный диаметр песколовки:

 (22)

где Вж - принимается в зависимости от пропускной способности принимается ширина кольцевого желоба.

Принимаем два отделения песколовок диаметром 6 м. размеры кругового лотка песколовки: ширина D = 1,5 м, высота прямоугольной части h1 = 0,5 м, высота треугольной части h2 = 0,4 м.

Определяем суточный объем осадка:

 (23)

где qос - удельное количество песка, равное 0,02 л/(сут*чел)

Расчет песковых бункеров

Суточный объем песка влажностью 60%, удаляемый через 2 суток из одной песколовки составляет:

 (24)

Определяется необходимый объем бункеров:

 (25)

где Т - продолжительность хранения песка в бункерах равная 1,5-5 суток

Рассчитывается объем одного бункера:

 (26)

где D - диаметр бункера, D = 1,5-2 м

Находится количество бункеров:

 (27)

Принимаем два бункера.

.3.5  Расчет первичных радиальных отстойников с вращающимся сборно - распределительными устройствами

В проекте рассмотрены существующие радиальные отстойники (рис) представляют собой круглые в плане резервуары, в которых сточная вода подается в центр отстойника и движется радиально от центра к периферии. Преимуществом радиальных отстойников является небольшая глубина, что удешевляет их строительство. Круглая в плане форма позволяет устанавливать минимальные по толщине стенки, что также снижает стоимость сооружений.

Метод технологического расчета первичных отстойников заключается в выборе типа и необходимого числа типовых сооружений, обеспечивающих требуемый эффект осветления.[9]

Требуемая эффективность снижения концентрации взвешенных веществ при первичном осветлении воды в отстойнике Эt, % определяется:

 (28)

где Сt - концентрация взвешенных веществ в воде после первичного отстаивания, мг/л, принимаемая равной 100-150 мг/л.

Принимаем количество отстойников N = 4.

Радиус отстойника:

 (29)

где N - число отстойников; К - коэффициент, учитывающий тип отстойника и конструкции водораспределительных и водосборных устройств. Для радиальных отстойников с вращающимся сборно - распределительным устройством К = 0,85. Этот коэффициент учитывает коэффициент использования объема отстойника и коэффициент полезного действия отстойника; u0 - гидравлическая крупность частиц взвеси, мм/с:

 (30)

где Н - глубина проточной части отстойника, м Н = 3,1 м: Т - продолжительность отстаивания в цилиндре со слоем воды h = 500 мм, соответствующая заданному эффекту осветления принимается по[1]; n - коэффициент, зависящий от свойств взвеси по [1]

K — коэффициент использования объема проточной части отстойника.

Принимаем типовой отстойник диаметром D = 24 м.

Необходимая продолжительность осветления воды в отстойнике, определяется:

 (31)

Расчетный объем первичных отстойников определяется:

 (32)

где qмакс - максимальный расход, м3/ч.

Рисунок 1.2 Первичный радиальный отстойник

- илоскреб 2 - распределительная чаша 3 - подводящий трубопровод 4 - трубопровод сырого осадка, Ь - жиросборник, б-насосная станция, 7-отводящий трубопрово

Определяем объем иловой камеры отстойника из расчета накопления в нем осадка за период T = 8 ч:

 (33)

где Q - средний часовой расход сточных вод за 8 часов; P - влажность удаляемого осадка (93,5 - 94%) при удалении осадка плунжерными насосами; ρ - плотность осадка ρ = 1т/м3; N - количество отстойников.

1.3.6 Расчет аэротенка, нитрификатора и денитрификатора

Поступление в водоем со сточными водами биогенных веществ вызывает в нем нарушение естественного равновесия, в частности, их эвтрофикацию.

На данных очистных для удаления из сточных вод азота, нитратов и нитритов предусматривается биологический метод удаления в аэротеноке-нитри-денитрификаторе. Так как, существующий, аэротенок-вытеснитель не удовлетворяет достаточной очистки от этих соединений.

Биологический метод очистки сточных вод от соединений азота основан на процессах нитрификации и денитрификации. Процесс нитрификации представляет собой совокупность реакций биологического окисления аммонийного азота до нитритов и далее до нитратов. В ходе денитрификации происходит окисление органических веществ при восстановлении азота нитратов до свободного азота.

В состав сооружений по удалению азота методом нитрификации-денитрификации входят: аэротенки, нитрификаторы, денитрификаторы, постаэраторы.

Расчет сооружений по удалению из сточной жидкости азота сводится к определению[14]:

объемов аэротенка, нитрификатора, денитрификатора, постаэратора;

требуемого объема воздуха для аэротенка, нитрификатора и постаэратора;

-требуемого количества питательного субстрата для восстановления окисленной формы азота (NO) до элементарного (N2);

-сухого вещества и объема избыточного ила, образующегося в аэротенках, нитрификаторах, денитрификторах в результате изъятия из сточной жидкости органических загрязнений и азота.

Рисунок 1.3 Схема удаления из сточной жидкости азота методом нитрификации-денитрификации.

-первичный отстойник; 2-аэротенк; 3-нитрификатор;

-денитрификатор; 5-постаэратор; 6-вторичный отстойник;

-насосная станция циркулирующего активного ила;

-циркулирующий активный ил.

Исходные данные:

Qсут = 59 тыс. м3 Сen = 210 мг/л Т = 100С

q ср = 2171 м3/ч Len = 190 мг/л Т = 200С

q ср s = 603 л/с рН=7,5 Эосв = 50%

Kgen max = 1,51 С N-NН = 28,5 мг/л С = 0,5 мг/л