Материал: Реконструкция очистных сооружений города Новотроицка

Расход осадка из первичных отстойников:

 (103)

где bобщ - концентрация взвешенных веществ в сточной воде до отстаивания; Э - эффект задерживания взвешенных веществ в первичных отстойниках: Э = 50%; К - коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка при отборе проб для анализа: К = 1,1-1,2.

Рисунок 1.8 Разрез метантенка

- мостик обслуживания; 2- свеча; 3-газовый колпак, 4-металлическая стремянка; 5-напорный трубопровод инжектора, 6 - помещение инжектора, 7 - трубопровод выпуска сброженного осадка (от пяты), « - трубопровод опорожнения (в кожухе); 9 - газопровод, 10 - помещение распределительных камер; 11 - таль, 12 - трубопровод для подачи сырого осадка; 13 - всасывающий трубопровод инжектора, 14- трубопровод длч выпуска сброженного осадка (от дна); 15 - помещение насосной установки

Расход избыточного активного ила:

 (104)

где Пр - прирост ила в аэротенках; n - коэффициент, учитывающий неравномерность прироста ила в процессе очистки: n - 1,2.

Расход беззольного вещества сырого осадка:

 (105)

Расход беззольного вещества избыточного активного ила:

 (106)

где Вт - гигроскопическая влажность сырого осадка и ила; принимается 5 - 6 %; Зос и Зил - зольность сухого вещества соответственно сырого осадка и активного ила; в среднем Зос = 27 %, Зил = 25 %.

Расход сырого осадка Vос и избыточного активного ила Vил:

 (107)

 (108)

где Pос и Pил - влажность соответственно сырого осадка и уплотненного активного ила;  - плотность соответственно сырого и уплотненного ила, который для практических расчетов принимать равной 1.

Общий расход смеси, загружаемой в метантенк:

 (109)

Средняя влажность смеси:

 (110)

Объем метантенка:

 (111)

где d - суточная доза загрузки осадка, % принимается по [1], табл. 53.

Так как в сточных водах содержаться ПАВ, проверяем суточную дозу загрузки:

 (112)

где С - содержание ПАВ в сухом осадке, С = 5 мг/л, принимаем по табл. 59 С [1]; Р - влажность загружаемого осадка, %; g - предельная допустимая загрузка на единицу рабочего объема метантенков в сутки, принимается для анионных ПАВ в бытовых сточных водах - 65.

Принимаем меньшую дозу суточной загрузки. Принимаем 4 метантенка D = 12,5 м с общим полезным объемом: 4*1000 = 4000 м3.

Выход газа на 1 м3 загружаемого осадка и его состав при термофильном и мезофильном сбраживании для практических расчетов принимается одинаковым и определяется:

 (113)

где y - распад беззольного вещества:

 (114)

где а - предел сбраживания беззольного вещества загружаемого осадка. Принимается для сырого осадка 53 %, для избыточного активного ила 44 %; Pсм - влажность смеси, загружаемой в метантенк;  - плотность газа. Принимается для сырого осадка 27-30, для активного ила 20-25%.

Зольность загружаемой смеси:

 (115)

Для смеси сухого осадка и активного ила:

 (116)

где n - коэффициент, зависящий от влажности осадка и режима сбраживания, табл. 61 [2], n = 0,52; d - доза суточной загрузки метантенков, табл 59 [1].

Общий выход газа:

 (117)

Для хранения газа предусматриваются мокрые газгольдеры, вместимость которого принимается равной 2-4 м выходу газа.

Принимаем 3 - х часовой выход газа:

 (118)

Принимаем два типовых однозвеньевых газгольдера диаметром d = 9,3 м3 и влажностью 300 м3.

Влажность осадка, выходящего из метантенков:

 (119)

.3.12 Расчет иловых площадок с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды

Наиболее простым и распространенным способом обезвоживания осадков является сушка их на иловых площадках с естественным основанием, которые допускается проектировать на естественном основании с дренажем и без дренажа, на искусственном асфальтобетонном основании с дренажем, каскадные с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды, площадки-уплотнители. Для данных очистных предусмотрены иловые площадки на искусственном асфальтобетонном основании.

В районах с климатическим коэффициентом n≤1 для очистных сооружений пропускной способность более 10000 м3/сут следует предусматривать иловые площадки с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды [1].

Рисунок 1.9 Иловые площадки

Суточный объем сброженного осадка из метантеноков определяется [11]с учетом уменьшения его объема за счет уплотнения и сбраживания:

 (120)

где Wп - суточный объем осадка, загружаемого в метантенк, м3; a - коэффициент уменьшения объема осадка в результате распада его при сбраживании: a = 2; b - коэффициент уменьшения объема осадка в результате уменьшения влажности с 95 до 90%: b = 2.

Полезная площадъ иловых площадок:

 (121)

где 1 - коэффициент увеличения нагрузки принимается по [1].

Принимаем 16 карт с размерами сторон 35×35 м.

Полезная площадь карт:

 (122)

Общая площадъ иловых площадок, с учетом дополнительной площади, занимаемой валиками, дорогами, составит:

Высоту оградительных валиков и насыпей для дорог принимаем 2,5 м.

Расход иловой воды составляет 30 % объема обезвоженного осадка:

 (124)

Иловая вода направляется в начало очистных сооружений.

1.3.13 Расчет цеха механического обезвоживания осадков

Центрифугирование является высокоэффективным методом обеззараживания осадков, его применение целесообразно для станций пропускной способностью до 50-100 тыс. м3/сут. На данных очистных сооружениях предлагается установить цех механического обезвоживания осадка, так как применение механического центрифугирования имеет ряд достоинств: экономичность и простота процесса, низкая влажность, обезвоженного осадка (кека) и др.

Производительность центрифуг зависит от конкретных условий работы (качество осадков, состав сточных вод, методы предварительной обработки осадка).

Время работы цеха принимается 16-20 ч., остальное время предназначено для технического обслуживания оборудования.

При количестве образующегося осадка =436 м3/сут. к установке принимаем центрифугу: фирмы Alfalaval ALDEС G2-60.

Расчетное количество перерабатываемого центрифугой осадка, м3/сут, составит:

Qос = 1*600 = 600 м3/сут (125)

Влажность исходного осадка (усредненная) составляет Wос=97% (зависит от качества исходных сточных вод, количества и свойств осадка (сырой осадок, активный ил, смесь осадков), способов его предварительной обработки).

Количество сухого вещества осадка, т/сут., определяем по формуле:

 т/сут. (126)

Количество кека, полученного в результате центрифугирования, м3/сут, определяем по формуле:

, м3/сут., (127)

 м³/сут.

где Wк - влажность выгружаемого из центрифуг кека, %; по результатам экспериментальных данных принимаем Wк=80 %

Для уменьшения времени разделения осадка и снижения влажности твердой фазы предусмотрена подача флокулянта. Приготовление рабочего раствора флокулянта производится на установке приготовления и дозирования флокулянта (проистол, ПАА, зитег). Доза флокулянта определяется в лабораторных условиях опытным путем и прямо зависит от удельного сопротивления осадка. Так, для условий очистных сооружений принято принимать дозу флокулянта 6 кг на 1 т сухого вещества осадка. Это значение примем и в данном расчете. В этом случае необходимое количество флокулянта из расчета 6 кг на 1 т сухого вещества осадка составит:

 кг/сут. (128)

При работе цеха t =20 часов расход флокулянта в час равен:

 кг/ч. (129)

Необходимое количество флокулянта в год составит:

кг/год = 39,42 т/год (130)

Количество "материнского" раствора 1% концентрации составит:

 м3/сут= 10,8:20 = 0,54 м3/час (131)

Количество рабочего раствора 0,15% концентрации составит:

 м3/сут = 72:20 = 3,6 м3/ч (132)

Количество рабочего 0,15% раствора флокулянта на 1 м3 осадка составит:

 л/м3.сут (133)

.3.14 Расчет биологических прудов

Биологическая очистка в аэротенках не позволяет снизить показатели загрязнения сточных вод до ПДК, поэтому в качестве доочистки принимаются биологические пруды.Принимаем четыре ступени биологических прудов. Так как БПКполн направляемой на доочистку сточной воды не превышает 25 мг/л, предусматриваем естественную аэрацию прудов. Назначаем эффект очистки по БПКполн на первой ступени составит 7,5 мг/л.

Определяем константу скорости потребления кислорода в летний и зимний периоды для всех ступеней пруда:

 (134)

 (135)

Принимаем конструкцию прудов с отношением длины каждой секции к ширине 20:1, следовательно, коэффициент объемного использования равен Klag = 0,85. Определяем продолжительность пребывания стоков в зимний и летний период для всех ступеней:

 (136)

1.3.15 Расчет контактных резервуаров

Контактные резервуары предназначены для обеспечения контакта хлора со сточной водой в течение 30 мин. при максимальном ее притоке. Эти резервуары проектируются как первичные отстойники без скребков. На данных очистных применяются горизонтальные контактные резервуары.

В лотках ребристого днища такого резервуара размещаются трубопроводы для технической воды, а посередине днища в каждой секции расположены трубчатые перфорированные аэраторы. В резервуарах может осуществляться непрерывная продувка воды воздухом для насыщения выпадения взвеси.

Объем контактных резервуаров:

W = Qмакс.ч* Т = 3500*0,5 = 1750 м3 (137)

где Т - время контакта в резервуаре или отводящих лотках : Т = 0,5 ч.

Принимаем число двухсекционных резервуаров n = 2.

Длина секции:

L = W/b*H*N*n = 1750/6*3,2*2*2 = 23 м, (138)

где b - ширина секции, м

H - рабочая глубина, м

N - число секций в резервуаре.

Расход воздуха на продувку сточной воды:

V = q0*Q = 0,6*3500 = 2100 м3/ч (139)

где q0 - удельный расход на 1 м3 воды, q0 = 0.6 м3/ м3..

потери напора в резервуаре ориентировочно составляют 0,5-0,6 м.

объем осадка, выпадающего в контактных резервуарах за сутки:

Wос = a*Nпр/1000 = 10,03*162396/1000 = 4,87 м3 (140)

где a - объем осадка, выпадающего в контактных резервуарах при дезинфекции сточных вод жидким хлором, приходящейся на одного человека в сутки: на станциях полной биологической очистки в аэротенках a = 0,03 л.

Влажность осадка - 96%. Обезвоживание его предусматривается без предварительного сбраживания.

.3.16 Подборка установки ультрафиолета для обеззараживания сточных вод

Широкая распространенность метода УФ - обеззараживания объясняется такими его достоинствами, как:

универсальность и эффективность воздействия на различные микроорганизмы;