Таблица 11 – Определение эффекта очистки сточных вод .

Наименование загрязнения	Эффект очистки Э, %
Взвешенные вещества	63,02
БПКполн	73
Азот аммонийных солей N	97,5
Фосфаты P2O5	95,86
Хлориды	-
ПАВ	95,83

В соответствии с полученными значениями эффекта очистки назначается схема очистки сточных вод.

1.6.3 Расчет необходимой степени очистки

Определить необходимую с очистки сточных вод, если в расчетном створе водопользования достигается общая кратность разбавления n=155. Состав стоков характеризуется следующими концентрациями: по взвешенным веществам = 325 мг/л; по БПК_полн L_ст = 375 мг/л. Согласно данным анализов природная вода в расчетном створе имеет следующие концентрации: по взвешенным веществам = 3,5 мг/л; По БПК_полн L_в=2,5 мг/л. Средняя температура воды в летний период 19°С. Время протекания воды от места вы пуска до расчетного створа t=0,17 сут.

Расчетный створ по виду водопользования относится к «водоемам, используемые для других рыбохозяйственных целей», поэтому для него требуется обеспечить следующие значения ПДК: = 0,75 мг/л; L_доп (по БПК_полн) =3 мг/л.

Найдем содержание взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед сбросом в водоем

(22)

Необходимая степень отчистки по взвешенным веществам:

(23)

Установим степень очистки по БПК смеси сточных вод и воды водоема:

(24)

Степень очистки:

Допустимая концентрация загрязнений по органолептическим, токсикологическим, санитарно-токсикологическим и рыбохозяйственным показателям вредности после очистки определяется по формуле:

(25)

где - фоновая концентрация БПК п в водоеме мг/л; для аммонийного азота С_ф=0,04 мг/л, для фосфатов С_ф = 0,015 мг/л, для СПАВС_ф=0,048 мг/л по заданию;

- кратность разбавления , по формуле (21) n =155 раз.

- предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ, для аммонийного азота , для фосфатов , для СПАВ

По формуле определяем допустимые концентрации загрязнений:

Для аммонийного азота:

мг/л.

Для фосфатов:

мг/л.

Для СПАВ:

мг/л.

Проведенные расчеты показывают, что сточные воды перед сбросом в водоем должны быть подвергнуты очистке. По взвешенным веществам и по БКП , а допустимая концентрация загрязнений по органолептическим, токсикологическим, санитарно-токсикологическим и рыбохозяйственным показателям можно сбрасывать без очистки т.к. кратность разбавления n=155 раз. Но я приму тот факт, что в будущем может изменится СанПиН и для того что бы не затрачивать средства на реконструкцию , заранее установим полную биологическую и механическую отчистку.

1.7 Расчет городских очистных сооружений

1.7.1 Выбор методов очистки и состав сооружений

Методы, применяемые для очистки сточных вод, могут быть разделены на три группы[4]:

1. механические;

2. физико-химические;

3. биологические.

Для ликвидации бактериального загрязнения сточных вод применяют их обезораживание.

Механическая очистка производится для выделения из сточной воды находящихся в ней грубодисперсных примесей путем процеживания, фильтрования.

Для задержания крупных загрязнений применяют процеживание сточной воды через решетки.

Применять отстойники для уменьшения концентрации взвешенных веществ нет необходимости, так как концентрация по взвеси допустима для биологической очистки.

Применение физико-химических методов очистки сточных вод не требуется.

Биологические методы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов и в растворе являющихся для микроорганизмов источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от органических загрязнений. Для очистки применяем сооружение – аэротенк – отстойник.

При повышенных требованиях к степени очистки биологически очищенная вода подвергается доочистке.

1.7.2 Проектирование решёток

Для улавливания из сточных вод крупных нерастворимых загрязнений применяют решетки, выполняемые из прямоугольных металлических стержней. Прозоры между решетками b = 2 – 6 мм.

Для удобства съема загрязнений часто решетки устанавливают под углом 60⁰.

Рисунок 5 - Решетка

При расчете решетки в начале определяют общее число прозоров «n» по формуле:

(26)

где: qmax – максимальный секундный расход = 0,02 м3/с;

b – прозор между решетками = 3 мм;

h₁ – глубина воды перед решеткой = 0,3 м;

- средняя скорость в прозорах решетки = 1 м/с;

к₃ – коэффициент, учитывающий стеснение

задержанными загрязнениями = 1,05

Общая ширина решеток определяется по формуле:

(27)

где: S – толщина стержней решетки = 8мм;

Принимаем две решетки, ширина каждой:

В₁ = В_р/N = 0,424/2 = 0,212 м (28)

Длина камеры применяется конструктивно:

l₁ = 0,3м; l₂ = 0,3м; l₃ = 1,0 м

Определяем потери напора в решетке по формуле:

; (29)

где: Р – коэффициент, учитывающий засорение решеток ;

Р = 3

g – ускорение свободного падения;

g = 9,8

- скорость движения воды перед решеткой.

(30)

(31)

Определим количество загрязнений, улавливаемых решетками. Количество отбросов, снимаемых с решеток, имеющих ширину прозоров b = 4 мм равно 8 л/год на человека. Принимая норму водоотведения n = 200 л/сут.чел определим приведенное число жителей по формуле:

(32)

Объем улавливаемых загрязнений определяется по формуле:

(33)

При кг/м³ масса загрязнений составляет:

М = 0,13 750 = 100 кг/сут

Примем механизированную решетку Q=40 м³/ч N=0,1 кВт в количестве 2 –ух штук и одна резервная.

1.7.3 Расчет песколовки

Исходные данные. Суточный расход сточной воды Q = 1400 м3/сут; максимальный секундный расход qmax = 0,02 м3/с; норма водоотведения составляет a = 200 л/(сут·чел).[23]

Задание. Рассчитать вертикальные песколовки.

Расчет. Исходя из расхода на одно отделение не более 10–15тыс. м3/сут, принимаем два отделения песколовок: n = 2.

Принимаем нагрузку на песколовку по воде при максимальном притоке равной q0 = 80 м3/(м2·ч). По формуле (34) определяем площадь каждого отделения песколовки:

(34)

Принимаем диаметр песколовки D = 1 м.

Принимаем продолжительность пребывания воды в песколовке t = 140 с, по табл. 3.2 для диаметра задерживаемых частиц песка 0,2 мм выбираем гидравлическую крупность пескаu0 = 18,7 мм/с. Скорость восходящего потока воды в песколовке равна v =u0 = 18,7 мм/с.

По формулам (3.21) определяем глубину h1 и высоту бункера (конусной части) песколовки h2:

h1 = 140·13,2/1000 = 1,8 м;

h2 = 1,7 м.

1.7.3 Расчет первичного вертикального отстойника

Исходные данные. Суточный расход городских сточных вод Q = 1400 м3/сут; максимальный секундный расход qmax = 0,02 м₃/с; содержание взвешенных веществ в поступающей воде Cen = 325 мг/л, содержание взвешенных веществ в осветленной воде должно быть Cex = 250 мг/л.[23]

Расчет. По формуле (35) рассчитываем необходимый эффект осветления в отстойниках:

Э = 100 *(325− 250)/325= 23%. 240 (35)

По табл. 4.3 принимаем глубину проточной части в отстойнике Hset = 2,7 м, коэффициент использования объема проточной части отстойника Kset = 0,35.

По табл. 4.2 с помощью интерполяции находим продолжительность отстаивания при эффекте осветления Э ≈ 30%:

tset = 900 с.

По графикам на рис. 4.14 находим показатель степени n2 = 0,12 и по формуле (36) определяем значение гидравлической крупности:

(36)

Принимаем число отделений отстойников, равное n = 10. Принимаем скорость движения рабочего потока в центральной трубе ven = 0,03 м/с и рассчитываем диаметр центральной трубы по формуле (37):

(37)

Округляем диаметр den  до сортаментного значения 300 мм.

По табл. 4.4 при скорости ven = 30 мм/с находим скорость турбулентной составляющей vtb = 0,1 мм/с. По формуле (38) определяем диаметр отстойника:

(38)

Принимаем диаметр одного отделения отстойника Dset = 2,5 м.

По формуле (39) рассчитываем общую высоту цилиндрической части отстойника: