Очистные сооружения водоотводящих систем

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 Введение

В данном курсовом проекте  запроектированы  канализационные очистные сооружения, рассчитанные на полную биологическую очистку. Предварительно вода подвергается механической очистке. Она производится для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования.

Для задержания крупных  загрязнений и  частично взвешенных веществ применяется процеживание воды через решетки. В данном курсовом проекте – это механическая решетка, отбросы с которой направляются на дробилку, а затем сбрасываются в канал перед решеткой.

Взвешенные  частицы минерального происхождения, главным  образом песка, выделяются из сточных вод путем осаждения в песколовке. В курсовом проекте запроектирована аэрируемая песколовка, так как имеет наилучшие показатели по оседанию песка на ее дне по сравнению с другими.

Основную  массу более мелкой взвеси, преимущественно органического характера, выделяется из сточных вод в первичных отстойниках.

Для биологической очистки  сточных вод  применяется аэротенк. С последующим отстаиванием воды во вторичном отстойнике. В данном проекте запроектированы радиальные первичные и вторичные отстойники.

Для дезинфекции очищенных сточных вод применяется хлорирование газообразным хлором.

При очистке сточных  вод образуется осадок вследствие выпадения нерастворенных веществ в первичных отстойниках. Кроме того, в результате биологической очистки образуется большое количество осадка, который выделяется во вторичных отстойниках. Осадок состоит из твердых веществ, сильно разбавленных водой. В сыром состоянии при очистке бытовых вод этот осадок имеет неприятный запах и является опасным в санитарном отношении, так как содержит огромное количество бактерий (в том числе могут быть и болезнетворные) и яиц гельминтов.

Для уменьшения количества органических веществ  в осадке и придания ему лучших санитарных показателей осадок подвергается воздействию анаэробных микроорганизмов (сбраживанию) в метантенке и аэробной стабилизации ила в регенераторе.

Для уменьшения влажности  осадка сточных вод  и его объема служат иловые площадки. Для  обезвоживания осадка применяется вакуум-фильтрация.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1. Определение расчетных расходов

Среднесуточный расход бытовых сточных вод от населения  города рассчитывается по формуле:

, м³/сут,     (12.1)

где n - норма водоотведения на человека, л/сут;

N - расчетное число жителей.

 м³/сут.

Определим среднюю расчетную производительность канализационной очистной станции:

  + , м³/сут,    (21.2)

где - расход производственных сточных вод, м³/сут.

59400+500=59900 м³/сут.

Определим среднесекундный  расход:

, л/с.;                                         (1.3)

 л/с.

Определяем общие коэффициенты неравномерности:

 - максимальный коэффициент часовой неравномерности подачи сточных вод равен 1,49 [/1, табл. 2]/ при 693 л/с;

- минимальный коэффициент часовой  неравномерности подачи сточных  вод равен 0,67 [/1, табл. 2]/ при 693 л/с.

Определим часовые расходы сточных вод:

- средний                                            , м³/ч;            (1.3)

 м³/ч;

- максимальный   , м³/ч;            (1.4);

 м³/ч;

- минимальный    , м³/ч;            (1.5).

 м³/ч.

Расчетный, или максимально-секундный, расход:

, л/с;    (1.6)

 л/с;

-  минимально-секундный расход:

, л/с;.

 л/с.

2. Определение концентраций  загрязнений в  сточных водах.

3.2.1. Определение концентраций загрязнений бытовых сточных вод

По норме  загрязнений по различным показателям /1, табл. 25/ и норме водоотведения можно рассчитать концентрацию бытовых сточных вод по формуле:

,,      (2.3.11 )

где - концентрация загрязнений, мг/л;

а — норма загрязнений, г/чел*сут;

n – норма водоотведения, л/чел*сут.

Концентрация взвешенных веществ составит:

 мг/л.

Концентрация  БПК_полн в бытовой сточной воде равна:

 мг/л.

Концентрация  азота аммонийных солей:

 мг/л.

Концентрация  фосфатов Р₂О₅ в бытовой сточной воде:

 мг/л.

Концентрация  хлоридов в стоках:

 мг/л.

Для нахождения величины а по фосфору (а р₂) необходимо составить пропорцию, зная молекулярный вес фосфатов (Мр₂о₅ = 142) и фосфора (Мр₂=2*31 =62):

142-31*2; 3,3-а_Р2;  а_Р2 = (3,3*31*2)/142 = 1,44 г/чел*сут

 мг/л.

Отношение величин БПК_ПОЛН и ХПК характеризует способность примесей сточных вод к биохимическому окислению. Для бытовых сточных вод это отношение составляет 0,86, а для производственных - изменяется в широких пределах, но, как правило, оказывается ниже, чем для бытовых. Для сточных вод, прошедших сооружения биологической очистки, соотношение величин БПК_полн и ХПК существенно уменьшается.

ХПК_б.с.в определим из отношения:

БПК_б.с.в : ХПК_б.с.в = 0,86;

БПК_б.с.в = 278 мг/л;

ХПК_б.с.в = 278 : 0,86 = 239 мг/л.

 

 

23.2. Определение концентраций загрязнений в смешанном стоке бытовых и производственных сточных вод (городские сточные воды)

Концентрация городских сточных вод: рассчитывается как средневзвешенная величина по концентрациям бытовой и производственной составляющих:

, мг/л,     (32.2)

где - концентрация производственных сточных вод, мг/л;

Q_б и Q_пр - расход бытовых и производственных сточных вод соответственно, м³/сут.

Расчетная концентрация взвешенных веществ в городских  сточных водах равна:

мг/л.

Концентрация БПК_полн в городской сточной воде:

мг/л.

Концентрация азота аммонийных солей составит:

мг/л.

Концентрация фосфатов Р₂О₅ в городских стоках:

мг/л.

Концентрация хлоридов в городских стоках:

мг/л.

Концентрация  фосфора в городских  стоках:

 мг/л.

При совокупном рассмотрении показателей БПК, аммонийного азота и фосфора оценивают достаточность биогенных элементов для процесса биологической очистки. В соответствии с /1/ отношение БПК: N:P₂ должно соответствовать 100:5:1. Соотношение БПК: N:P₂ в городских сточных водах равно 277:30:5 или 100 :11 : 2. Следовательно, количество биогенных элементов в избытке.

43.Самоочищение воды в водоеме

Самоочищающая способность  водоема зависит от условий смешения и разбавления сточных вод  водой водоемов. Для удовлетворения санитарных требований устанавливают предельно допустимый сброс (ПДС) лимитирующих веществ в целях ограничения поступлений загрязнений в водоем со сточными водами.

Уравнение материального баланса  имеет вид:

,    (43.1)

где q, Q - расход сточных и речных вод, м³/ч;

С_ст.пр и С_ф - концентрации лимитирующего вещества соответственно для нормативно-очищенной сточной воды и в реке выше места выпуска, г/м³;

С_пр - предельно допустимая концентрация в воде в зависимости от вида водопользования, г/м³;

- коэффициент смешивания, доли  единицы.

Коэффициент смешения находим по формуле В.А. Фролова и И.Д. Родзиллера:

,      (43.2)

где е - основание натуральных логарифмов;

L_ф - расстояние до расчетного створа по фарватеру, м.

Значение  находим по формуле:

,     (43.3)

где - коэффициент извилистости реки;

- коэффициент, зависящий от места выпуска (при фарватерном = 1,5);

Д - коэффициент турбулентной диффузии;

q - расход сточных вод, м³/с.

Коэффициент извилистости реки определяют по формуле:

,      (43.4)

где L_пр - длина до расчетного створа по прямой, м.

.

Коэффициент турбулентности диффузии определяют по формуле:

,     (43.5)

где - средняя скорость течения воды в реке на расчетном участке, м/с;

Н_ср - средняя глубина реки на том же участке, м.

.

Определим величину при фарватерном выпуске:

.

Коэффициент смешения при  фарватерном выпуске:

.

54. Определение необходимой степени очистки сточных вод

54.1. Определение необходимой степени очистки по содержанию взвешенных веществ

Допустимое содержание взвешенных веществ m в спускаемых в водоем сточных водах в соответствии с санитарными правилами определяют по уравнению:

,    (54.1)

где b - содержание взвешенных веществ в воде водоема до спуска сточных вод, г/м³;

р - допустимое по санитарным правилам увеличение содержание взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод (в зависимости от вида водопользования); р = 0,25 мг/л.

Величина m при фарватерном выпуске:

 мг/л.

54.2. Определение необходимой степени очистки по БПК_полн

Величина L_ст - БПК_полн сточной жидкости, которая должна быть достигнута в процессе очистки, определяется по формуле:

, мг/л,  (54.2)

где L_p – БПКполн речной воды до места выпуска сточных вод, г/м³;

 - предельно допустимая БПК_полн речной и сточной воды в расчетном створе, г/м³;

К_ст и К_Р - константы скорости потребления кислорода сточной и речной водой;

t - продолжительность пробега воды от места выпуска сточных вод до расчетного створа (сут.), равная отношению расстояния по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного пункта L_ф к средней скорости течения воды в реке.

К_ст =0,1;   К_Р =0,2;   

= 3 мгО₂/л;

 сут.    (4.3)

Величина L_CT при фарватерном выпуске сточных вод:

, мг/л.

54.3. Определение необходимой степени очистки по растворенному в воде водоема кислороду

Расчет производится для створа, расположенного в 2-суточниом движении воды в реке с минимальным содержанием растворенного кислорода. Допустимая максимальная величина L_ст (г/м³) определяется по формуле:

, г/м³   (54.34)