Очисна станція стічних вод

Реферат


36 стр. 2 табл. 5 мал. 5 джерел.

В даному курсовому проекті запропонована очисна станція продуктивністю 24600 м3/доб. Очистка стічних вод здійснюється на спорудах механічної та біологічної очистки. Перед випуском вже очищених стоків в водойму проводиться їх знезараження.

Стічна вода поступає на очисну станцію по двом трубопроводам d = 600 мм в приймальну камеру ПК-2-60а з типорозмірами 1500*2000*1600. Вода з приймальної камери надходить до споруд механічної очистки. В курсовому проекті запропоновані наступні споруди для механічного очищення стоків міста: грати в кількості 2 шт. (1 робочі + 1 резервні) типу МГ9Т; горизонтальна пісколовка з прямолінійним рухом води; первинний горизонтальний відстійник L = 36 м, B = 9х4 м. Перед первинними відстійниками запроектован преаератор. Для біологічної очистки стоків запроектовані: аеротенк-витискувач з регенаратором; вторинний горизонтальний відстійник L = 42 м, B = 6х4 м

Знезараження стічної води проводиться рідким хлором за допомогою вакуумного хлоратора ЛОНИИ – 100, контактного резервуару, змішувача типу "лоток Паршаля".

СТІЧНА ВОДА, ГРАТА, ПІСКОЛОВКА, АЕРОТЕНК, ВІДСТІЙНИК, АКТИВНИЙ МУЛ, ЗМІШУВАЧ, ЗНЕЗАРАЖЕННЯ, КОНТАКТНИЙ РЕЗЕРВУАР.


Зміст


Вступ

Стисла характеристика міста та умов випуску стічної води

Розрахунок параметрів очисної станції

2.1 Визначення концентрацій забруднень в стічній воді

2.2 Визначення розрахункових витрат стічних вод

Визначення необхідного ступеня очищення стічних вод

3.1 Визначення коефіцієнту змішування

3.2 Розрахунок необхідного ступеня очистки за завислими речовинами

3.3 Визначення необхідного ступеня очистки за органічними речовинами

Розрахунок споруд для механічної очистки стічних вод

4.1 Розрахунок приймальної камери

4.2 Розрахунок грат

4.3 Розрахунок пісколовок

4.4 Попередня аерація

4.5 Розрахунок відстійників

Розрахунок споруд для біологічного очищення стічної води

5.1 Розрахунок аеротенків

5.2 Розрахунок вторинних відстійників

Розрахунок споруд для дезінфекції стічної води

6.1 Розрахунок хлораторної установки

6.2 Розрахунок контактного резервуару


Вступ


Забруднення природної води є на теперішній час глобальною кризою екосистеми. Річна вода є в водночас і джерелом водопостачання, і приймачем стічної води від промислових підприємств, населених міст та атмосферних осадів.

В містах, або взагалі в населених пунктах, виникають забруднення різного характеру, які пов’язані з повсякденною діяльністю людини.

Вода, яка була використана для різних потреб та отримала при цьому додаткові домішки (забруднення), які змінили ії хімічний склад або фізіологічні властивості, називається стічною водою.

Органічні забруднення, які містяться в стічній воді можуть загнивати, при цьому вони служать сприятливим середовищем для розвитку мікроорганізмів. Усілякі хімічні сполуки, які знаходяться у стічній воді (нафтопродукти, олія, жири, смоли, отруйні речовини) можуть убити усе живе в водоймі. Накопичення стічної води на поверхні та в глибині почви, а також в водоймах, викликають забруднення навколишнього середовища, виключає можливість використання водойм для господарських потреб та є причиною інфекційних захворювань.

Саме тому якісна очистка стічних вод має дуже важливе значення, бо забруднення річної води, окрім гігієнічного значення, має ще й екологічне, яке виражається в тому, що збільшення забруднень потребує додаткових коштів для водопідготовки.

Будівництво систем очищення стоків не тільки сприяє зменшенню забруднень водостоків, але й дозволяє вилучити вторинну речовину, яку можливо застосувати у виробництві.


Стисла характеристика міста та умов випуску стічної води


В даному курсовому проекті запропонована очисна станція, продуктивністю 24600 м3/добу для очистки стоків, що надходять від населеного пункту з кількістю населення 85 000 чоловік та промислового підприємства.

Побутові стічні води мають наступні характеристики: температура води – 12 оС, рН = 7,2; витрату - 240 л/доб.люд.

В місті розташовано промислове підприємство з витратою стічних вод 4200 м3/доб. Кількість завислих речовин в цій воді - 140 мг/л, органічних речовин - 190 мг/л; рН = 6,7; температура стічної води - 15 оС.

Після очистки вода скидається у водойму ІІ п. категорії з середньою глибиною – 2,2 м, витратою – 3,15 м3/с. Середня швидкість течії у водоймі - 0,5 м/с; кількість розчиненого кисню у воді – 7,2 мг/л; кількість завислих речовин – 3,5 мг/л; кількість органічних речовин (БСК) – 3,8 мг/л.

Водовикористання нижче випуску стоків: в прямому напряму - 11 км, за фарватером - 9 км.


2. Розрахунок параметрів очисної станції.


2.1 Визначення концентрацій забруднень в стічній воді


Для визначення необхідного ступеня очищення стічної води перед випуском ії до водойми потрібно визначити кількість забруднень стічної води.

Без проведення хімічного аналізу вміст забруднень стічної води, мг/л, можливо визначити за завислими речовинами, БСК, азотом амонійних солей, фосфатами, хлоридами та іншими забрудненнями за формулою:


Очисна станція стічних вод (2.1)


де а – кількість визначених забруднень за добу на людину, яка користується каналізацією (приймаємо по [1, табл. 25);

n – норма водовідведення, л/добу люд. (приймаємо за завданням).

Концентрація завислих речовин господарсько-побутових стічних вод:


Очисна станція стічних вод мг/л.


Концентрація завислих речовин промислових стічних вод: С = 140 мг/л.

БСКповн. в господарсько-побутових стічних водах:


Очисна станція стічних вод мг/л.


БСКповн. в промислових стічних водах: С = 190 мг/л.

На очисні споруди надходить суміш побутових і виробничих стічних вод. Вміст забруднень кожного з інгредієнтів в загальному потоці розраховуємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (2.2)


де Споб, Спр – відповідно вміст забруднень у побутовій і промисловій стічній воді, мг/л;

Qпоб, Qпр – відповідно середньодобові витрати побутових і промислових стічних вод, м3/доб (приймаємо за завданням).

Концентрація завислих речовин в загальному стоку:


Очисна станція стічних водмг/л.


Концентрація органічних речовин в загальному стоку:


Очисна станція стічних вод мг/л.


Значення водневого показника суміші побутової та виробничої стічної води визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (2.3)


де рНпоб, рНпр – відповідно значення рН побутової та промислової стічної води (приймаємо за завданням);


Очисна станція стічних вод.


Значення температури суміші виробничої та побутової води визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (2.4)


де tпоб, tпр – відповідно температури побутової та виробничої стічної води, оС (приймаємо за завданням);


Очисна станція стічних вод оС.


2.2 Визначення розрахункових витрат стічних вод


Середню добову витрату побутових стічних вод визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (2.5)


де n – норма водовідведення, л/добу люд. (приймаємо за завданням);

Np – кількість населення, люд (приймаємо за завданням);


Очисна станція стічних вод м3/доб.


Середню годинну витрату стічних вод визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (2.6)

Очисна станція стічних вод м3/год.


Далі визначаємо значення загального коефіцієнту водовідведення за [1], приймаємо розподіл надходження побутових стічних вод за годинами доби згідно з прийнятим коефіцієнтом [6]. Розподіл надходження виробничих стічних вод за годинами доби приймаємо рівномірним.

Результати розрахунку надходження стічних вод за годинами доби зведені в таблицю 1.

Середню секундну витрату стічних вод визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (2.7)

Очисна станція стічних вод л/с.


Максимальний коефіцієнт нерівномірності притоку стічних вод Kзаг = 1,57.

Середня добова витрата: Qдоб = 24600 м3.

Середня годинна витрата: Qгод = 24600/24 = 1025 м3.

Середня секундна витрата: qсер.сек. = 1025/3,6 = 284,7 л/с.

Максимальна секундна витрата: qмакс.сек. = 1484,4/3600 = 0,412 м3/с = 412 л/с.

Мінімальна секундна витрата: qмин.сек. = (490,92/3600)*1000 = 136,4 л/с.


Таблиця 1 – Приток стічних вод за годинами доби.

Години доби Побутові Виробничі Загальний приток

% м3 % м3 % м3
0-1 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34
1-2 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34
2-3 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34
3-4 1,55 316,2 4,16 174,72 2,00 490,92
4-5 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34
5-6 4,55 928,2 4,16 174,72 4,48 1102,92
6-7 5,95 1213,8 4,17 175,14 5,65 1388,94
7-8 5,8 1183,2 4,16 174,72 5,52 1357,92
8-9 6,42 1309,68 4,16 174,72 6,03 1484,40
9-10 6,42 1309,68 4,16 174,72 6,03 1484,40
10-11 6,42 1309,68 4,17 175,14 6,04 1484,82
11-12 4,8 979,2 4,17 175,14 4,69 1154,34
12-13 4,95 1009,8 4,17 175,14 4,82 1184,94
13-14 4,63 944,52 4,16 174,72 4,55 1119,24
14-15 6,05 1234,2 4,17 175,14 5,73 1409,34
15-16 6,05 1234,2 4,17 175,14 5,73 1409,34
16-17 5,6 1142,4 4,17 175,14 5,36 1317,54
17-18 5,6 1142,4 4,16 174,72 5,35 1317,12
18-19 4,3 877,2 4,17 175,14 4,28 1052,34
19-20 4,63 944,52 4,17 175,14 4,55 1119,66
20-21 4,63 944,52 4,16 174,72 4,55 1119,24
21-22 2,35 479,4 4,17 175,14 2,66 654,54
22-23 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34
23-24 1,55 316,2 4,17 175,14 2,00 491,34
Всього 100 20400 100,00 4200 100,00 24600

3. Визначення необхідного ступеня очищення стічних вод


3.1 Визначення коефіцієнту змішування


Необхідний ступінь очищення стічних вод визначається згідно з "Правилами охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами". Внесені у водойму забруднення переміщуються разом із річною водою до розрахункового створу.

При цьому у водоймі проходять два процеси: перемішування забрудненої води з усією водною масою і мінералізація органічних речовин. Ступінь змішування з річковою водою визначається коефіцієнтом а, який розраховуємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (3.1)


де Q – витрата води у водоймі, м3/с (приймаємо за завданням);

q – витрата стічної води, м3/с; Lф – відстань до розрахункового створу за фарватером, м (приймаємо за завданням);

a - коефіцієнт, що враховує гідравлічні фактори змішування:


Очисна станція стічних вод (3.2)


де j - коефіцієнт звивистості русла:

Очисна станція стічних вод (3.3)


де Lпр – відстань до розрахункового створу навпростець, м (приймаємо за завданням); Очисна станція стічних вод;

x - коефіцієнт, що враховує місце розташування випуску і приймається x=1,5 – для руслового випуску; Е – коефіцієнт турбулентної дифузії, для рівнинних річок визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (3.4)


де v – середня швидкість течії ріки, м/с (приймаємо за завданням);

Hсер – середня глибина річки, м;


Очисна станція стічних вод

Очисна станція стічних вод.


Ступінь очищення стічної води визначаємо за слідуючими показниками: за кількістю завислих речовин, за БСКповн, за розчиненим у водоймі кисню. Кратність розбавлення в розрахунковому створі визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (3.5)

Очисна станція стічних вод

3.2 Розрахунок необхідного ступеня очищення за завислими речовинами


Гранично допустимий вміст завислих речовин m, г/м3, які спускають у водойму стічні води визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (3.6)


де р – допустимо згідно з санітарними нормами збільшення завислих речовин у водоймі після випуску стоків, г/м3; Q – найменша витрата води у водоймі при 95% забезпеченості, м3/с (приймаємо за завданням); bр – вміст завислих речовин у водойму до випуску в неї стоків, г/м3;


Очисна станція стічних вод г/м3.


Ступінь необхідного очищення за завислими речовинами визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (3.7)


де Ссум – концентрація завислих речовин в суміші стічних вод до очищення, г/м3 (Ссум = 248 мг/л);


Очисна станція стічних вод.


3.3 Визначення необхідного ступеня очищення по БСКповн. суміші стоків і води водойми


Визначення необхідного ступеня очищення за БСКповн враховує самоочищення стоків під час біохімічних процесів, а також розбавлення стоків водою. Допустиме значення БСКповн стоків під час випуску у водойму визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (3.8)


де Кст, Кр – константи швидкості поглиння кисню стічною та річною водою; Кст = 0,115 1/доб, Кр = 0,170/доб;

Очисна станція стічних вод - гранично припустиме БСКповн суміші стоків і річної води в розрахунковому створі (для водойми ІІ п категорії приймаємо Очисна станція стічних вод= 6 мг/л);

Lp – БСКповн стічної води до місця випуску стоків, мг/л (приймаємо за завданням);

t – тривалість перемішання води від місця випуску до розрахункового створу:


Очисна станція стічних вод (3.9)


де Lф – відстань за фарватером від місця випуску до розрахункового створу, м (приймаємо за завданням);

vсер – середня швидкість течії водойми, м/с (приймаємо за завданням);


Очисна станція стічних вод доб,

Очисна станція стічних вод мг/л.


Згідно з правилами випуску стоків у воді водойми після змішування з річною водою кількість розчиненого кисню повинен бути не менше 3 мг/л.

Допустиме БСКповн стоків при врахуванні мінімального вмісту розчиненого кисню, визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (3.8)


де Op – вміст розчиненого кисню у річковій воді до місця випуску стоків, г/м3 (приймаємо за завданням);

О – мінімальний вміст кисню у воді, г/м3 (приймаємо 3 мг/л);

0,4 – коефіцієнт перерахунку БСКповн у дробові;


Очисна станція стічних вод г/м3.


Необхідний ступінь очищення за БСКповн:


Очисна станція стічних вод


4. Розрахунок споруд для механічної очистки стічної води


4.1 Розрахунок приймальної камери


Приймальна камера призначена для прийому стічних вод, які поступають на очисні споруди каналізації, гасіння швидкості потоку рідини та сопоставлення трубопроводів з відкритим лотком.

Стічні води надходять на очисні споруди напірними трубопроводами. Приймальну камеру влаштовують перед очисними спорудами. Вона влаштовується на опору із збірних залізобетонних кілець.

Камера передбачається на надходження стічних вод по двом трубопроводам та розміщується внасипі висотою до 5 м.

Приймальну камеру приймаємо в залежності від продуктивності очисної станції.

Розміри прийнятої приймальної камери представлені в таблиці 2.


Таблиця 2 – Типорозміри приймальної камери очисних споруд.

Пропускна здібність, л/с Діаметр труб, мм Марка приймальної камери Розміри, мм



А В Н
476 2 * 600 ПК-2-60а 1500 2000 1600

4.2 Розрахунок грат


Грати використовують для затримання великих забруднень стічних вод і є спорудами, які готують до подальшої більш повної очистки.

За нормами, решітки повинні бути встановлені на всіх очисних станціях не залежно від засобу подачі стічної води.

Грати складаються з похилих (під кутом 80о) металевих стержнів, які укріпленні на металевій рамі (рис.1).

Для попередження створення вихрового потоку канал перед гратами плавно розширюють, шлях зміни напрямку стінки на кут j = 200. Щоб попередити продавлення забруднень через решітки, швидкість потоку треба підтримувати в межах 0,7 м/с при середній витраті, і не більше 1 м/с – при максимальній.

Прозори між стержнями грат повинні бути по можливості меншими, щоб затримувати якумого більше грубих домішок для полегшення роботи відстійників. Тому ширину прозорів грат приймаємо 16 мм перед очисними спорудами.


Очисна станція стічних вод

1 – тяговий ланцюг, 2 – ведома зірочка, 3 – граблі, 4 – шарнірна опора, 5 – приводний ланцюг, 6 – електродвигун, 7 – нерухома решітка.

Рис.1 – Похила грата типа МГТ.


Згідно з нормами [1] приймаємо дві грати (одну робочу, одну резервну). Грати розраховуємо на максимальну секундну витрату qmax = 0,412 м3/с. Приймаємо глибину води у камері перед грата h1 = 1 м, середня швидкість у прозорах vр = 1 м/с, ширину прозорів приймаємо b = 0,016 м, тоді кількість прозорів в граті визначаємо за формулою:

Очисна станція стічних вод (4.1)


де К3 – коефіцієнт, який враховує стиснення потоку граблями та затриманими забрудненнями, який дорівнює 0,5;


Очисна станція стічних вод.


Приймаємо товщину стержнів грат S = 0,008 м. Загальну ширину грат визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (4.2)

Очисна станція стічних вод м.


Відповідно розрахунку приймаємо грати типу МГ9Т з наступними параметрами:

розміри каналу перед решіткою 1000*1200 мм;

товщина стержнів S = 0,008 м;

маса 1320 кг;

пропускна здібність 33 тис.м3/доб.

Перевіряємо швидкість води у прозорах грат. Для прийнятих розмірів вона складає:


Очисна станція стічних вод (4.3)

Очисна станція стічних вод м/с.


Визначаємо довжину камери грат (конструктивно):


Очисна станція стічних вод м.


Визначаємо кількість забруднень, утримуваних гратами. Ця кількість, яка утримується на гратах, які мають ширину прозорів b = 0,016 м, дорівнює 8 л/рік на 1 людину.

Прийнявши норму водовідведення n = 240 л/доб на 1 людину, визначаємо приведену кількість населення:


Очисна станція стічних вод, (4.7)

Очисна станція стічних вод люд.


Об’єм утримуваних забруднень складає:


Очисна станція стічних вод (4.8)

Очисна станція стічних вод


При щільності осаду r = 750 кг/м3, маса забруднень складає М = 2,25*0,75 = 1,69 т або за час


Очисна станція стічних вод т = 188 кг.


Очистка грат від затриманих ними відбросів проводиться механізовано, тому що об’єм відбросів складає більше 0,1 м3/доб. Зняті відброси з грат подаються в дробарки.

Запропоновані дві дробарки, з яких одна робоча і одна резервна, молоткового типу продуктивністю 0,3-1 т/год.

До складу установки входить дробарка типу Д-3 з електродвигуном потужністю 22 кВт; частотою обертання 1450 об/хв.

Витрата води, що подається на дробарку прийнята з розрахунку 40 м3 на 1 м забруднення.


4.3 Розрахунок пісколовок


Пісколовки влаштовуються для видалення піску та інших мінеральних нерозчинних забруднень.


Очисна станція стічних вод

Рис.2 – Схема горизонтальної пісколовки.


Приймаємо два відділення пісколовки.

Площа живого перетину одного відділення визначається за формулою:


Очисна станція стічних вод, (4.9)


де qmax – максимальна витрата стічних вод, м3/с (приймаємо по табл.1);

v – швидкість руху води, м/с (приймаємо 0,3 м/с);

n – кількість відділень (прийняли 2);


Очисна станція стічних вод м2.


Глибину проточної частини приймаємо h1 = 0,7 м. Ширина відділення буде дорівнювати:


Очисна станція стічних вод (4.10)

Очисна станція стічних вод м.


При розрахунковому діаметрі частинок піску d = 0,2 мм - u0 =18,7 мм/с і К=1,7.

Довжину пісколовки розраховуємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (4.11)


де К – емпіричний коефіцієнт, який враховує вплив турбулентності та інших факторів на роботу пісколовки;


Очисна станція стічних вод м.


Мінімальна витрата на пісколовку буде дорівнювати:


Очисна станція стічних вод м3/с. (4.12)


Мінімальне наповнення при швидкості v = 0,3 м/с:


Очисна станція стічних вод м. (4.13)


Відношення максимальної витрати до мінімальної:


Очисна станція стічних вод (4.14)


Щоб підтримувати постійну швидкість, встановлюють у вихідному каналі непідтоплюваний водозлив з широким порогом без донного випуску. Перепад між дном пісколовки і порогом водозливу:


Очисна станція стічних вод (4.15)


де hmax, hmin – відповідно глибина води при максимальній і мінімальній витратах і швидкості руху води 0,3 м/с;


Очисна станція стічних вод м.


Ширину водозливу визначаємо за формулою:


Очисна станція стічних вод (4.16)


де m – коефіцієнт витрати водозлива, який залежить від умов бокового стиснення, m = 0,35…0,38;


Очисна станція стічних водм.


По визначеним параметрам приймаємо горизонтальну пісколовку із наступними характеристиками: продуктивність Q – 29 м3/доб, довжина L – 29 м, кількість відділень n – 2, ширина відділення B – 1,25 м, висота робочої частини Hs– 0,55 м.

При нормі водовідведення n = 240 л/доб. на 1 людину приведена кількість населення складає:


Очисна станція стічних вод, (4.7)

Очисна станція стічних вод чол.


Тоді об’єм осаду за добу складе:


Очисна станція стічних вод м3/доб, (4.8)


де 0,02 – кількість зловленого осаду за добу на одну людину, л/(доб*люд).

Вигрузку осаду передбачено 1 раз на добу.


4.4 Попередня преаерація


В звичайних первинних відстійниках затримується 30 – 50 % нерозчинених домішок, які містяться в стічній воді.

Для більш повного освітлення стічних вод приймається ряд спонукальних дій. Однією з таких дій є попередня коротчасова аерація стічної води. Вона проводиться в спеціально побудованих для цього спорудах – преаераторах.

Преаератор запроектовано перед первинними відстійниками у вигляді окремої споруди.

При використанні процесу попередньої аерації ефективність затримання забруднюючих речовин в первинних відстійниках збільшується на 20 – 25 %.

Преаератори розраховують виходячи з тривалості аерації стічних вод впродовж 20 хв., та витрати повітря 5 м3 на 1 м3 стічних вод [1].

Об’єм преаератора:


Очисна станція стічних вод (4.9)

Очисна станція стічних вод м3.


Площа преаератора:


Очисна станція стічних вод (4.10)


де H – глибина преаератора, яка дорівнює глибині проточної частини відстійника, тобто Н = 2,5 м;


Очисна станція стічних вод м2.


Довжина преаератора:


Очисна станція стічних вод (4.11)


де В – ширина преаератора (приймаємо в залежності від глибини 1,5Н = 3,75 м);


Очисна станція стічних вод м.


В якості аератора запропоновано мілко пузирчастий аератор з трьома відділеннями у вигляді фільтроносних пластин. Найбільш повне описання аератора приведено в п. 5.1 "Розрахунок аеротенків".


4.5 Розрахунок відстійників


В залежності від продуктивності очисних споруд приймаємо горизонтальні відстійники.

Необхідний ефект освітлення (п. 3.2) Э = 97,74 %. Для отримання такого ефекту умовна гідравлічна різниця завислих речовин повинна бути uo Очисна станція стічних вод

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: