Проектирование очистных сооружений города

Диаметр трубопровода, отводящего избыточный активный ил от отстойника, м,

здесь, vи.и. - скорость движения избыточного активного ила в трубопроводе, vи.и. = 0,1 м/с.

Диаметр трубопровода, отводящего избыточный активный ил от отстойников одного аэротенка, м,

Принимаем

Диаметр коллектора, отводящего избыточный активный ил от отстойников всех аэротенков, м,

Ширина водосборного лотка, м,

Принимаем

при чем, kл - коэффициент запаса, kл = 1,1.

Глубина воды в водосборном лотке, м,

Принимаем

где, vл - скорость движения воды в лотке, vл = 1 м/с.

Высота водослива, м,

Высота наружного борта водосборного лотка, м,

Наружный диаметр водосборного лотка, м,



Принимаем

Размещено на http://www.allbest.ru/

5.7 Расчет регенератора активного ила

Доза активного ила в регенераторе, г/л

Удельная скорость окисления органических веществ, мг/(г•ч)



Продолжительность окисления органических веществ, ч

Продолжительность регенерации активного ила, ч

Рабочий объем регенератора, м3

В конструктивном отношении и по режиму работы регенератор активного ила аналогичен аэротенку-вытеснителю. Поэтому далее расчет производится в соответстии с методикой расчета названного аэротенка.

Рабочий объем секции регенератора, м3

где Ncr - число рабочих секций в регенераторе, Nсr = 2 шт.

Ширина коридора секции регенератора, м

Здесь kb - коэффициент запаса, kb = 1,2;

h1r - рабочая глубина регенератора, h1r = 3,5 м.

Ширина секции регенератора, м

где nr - число коридоров в секции регенератора, nr = 2 шт.

Длина коридоров секций регенератора, м

Принимаем Lкr = 30 м.

Число резервных секций в регенераторе, шт.

Принимаем Nc.p.r = 1 шт.

Общее число секций в регенераторе, шт.

Ширина регенератора, м

Полная глубина регенератора, м

где h2r - высота бортов регенератора, h2r =0,5 м.

Диаметр трубопровода подачи возвратного активного ила к регенератору, м

Здесь vв.и. - скорость движения возвратного активного ила в трубопроводе, vв.и. = 3 м/с.

Ширина канала подачи возвратного активного ила в регенератор, м

где kк - коэффициент запаса, kк = 1,2.

Принимаем Bкr = 0,45 м.

Глубина канала подачи возвратного активного ила в регенератор, м

Здесь vк - скорость движения возвратного активного ила в канале, vк = 1 м/с.

Принимаем hкr = 1,2 м.

Ширина секционных каналов подачи возвратного активного ила, м

Ширина каналов подачи возвратного активного ила к коридорам секций регенератора, м



Диаметр трубопровода, отводящего регенерированный активный ил в аэротенк, м

где vотв - скорость движения регенерированного активного ила в трубопроводе, vотв = 3 м/с.

Ширина канала, отводящего регенерированный активный ил от регенератора, м

Здесь kк - коэффициент запаса, kк = 1,2.

Принимаем Bотв.r = 0,45 м.

Глубина канала, отводящего регенерированный активный ил от регенератора, м

где vотв.к. - скорость движения регенерированного активного ила в канале, vотв.к. = 1 м/с.

Принимаем Нотв.r. = 1,2 м.

Ширина водосборного лотка, м



5.8 Расчет системы аэрации регенератора активного ила

В проекте предусматриваем пневматическую среднепузырчатую систему аэрации для регенераторов активного ила.

Коэффициент, учитывающий температуру сточных вод

Растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л

где hа - глубина погружения аэратора, hа = 3 м;

СТ - растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры при атмосферном давлении, СТ = 7,02 мг/л.

Удельный расход воздуха на 1 м3 очищаемой сточной воды, м3/м3

Здесь z - удельный расход кислорода на снятие 1 мг БПКполн, z = 2,2 мг/мг;

k1 - коэффициент, учитывающий тип аэратора, k1 = 0,75;

k2 - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора, k2 = 2,52;

n2 - коэффициент качества воды, n2 = 0,85;

С - средняя концентрация кислорода в аэротенке, С = 2 мг/л.

Интенсивность аэрации, м3/(м2•ч)

Расход воздуха на аэрацию одного коридора регенератора, м3/ч

где (f/F)r - отношение площади аэрации к площади секции аэротенка, (f/F)r = 0,5.

Расход воздуха на аэрацию секции регенератора, м3/ч

Расход воздуха на аэрацию регенератора, м3/ч

Общий расход воздуха на аэрацию аэротенков, м3/ч

Диаметр общего воздуховода, м

где vв - скорость движения воздуха в воздуховоде, vв = 10 м/с.

Принимаем Dв = 1,1 м.

Диаметр воздуховода, подающего воздух к регенератору, м

Принимаем Dв.а. = 0,75 м.

Диаметр воздуховода, подающего воздух к секциям регенератора, м

Принимаем Dв.с. = 0,55 м.

Диаметр воздуховода, подающего воздух к коридору регенератора, м

Принимаем Dв.к. = 0,4 м.

Количество воздушных стояков и аэраторов в коридоре регенератора, шт.

Здесь lв.ст.r - расчетное расстояние между воздушными стояками, lв.ст.r = 30 м.

Принимаем nв.ст. = nа = 1 шт.

Фактическое расстояние между воздушными стояками, м



Диаметр воздушных стояков и аэраторов, м

Принимаем Dв.ст. = dа = 0,4 м.

Длина аэратора, м

Площадь одного выходного отверстия в аэраторе, м2

где dо - диаметр выходных отверстий, dо = 0,004 м.

Суммарная площадь выходных отверстий аэратора, м2

где vо - скорость выхода воздушной струи из аэратора, vо = 8 м/с.

Количество выходных отверстий в аэраторе, шт.

Принимаем nо = 10318 шт.

Количество рядов выходных отверстий в аэраторе, шт.

Принимаем nо.р. = 79 шт.

Расстояние между центрами выходных отверстий в каждом ряду, м

Расчетная схема коридора регенератора представлена на рис. 7пр.

Размещено на http://www.allbest.ru/

6. Разработка технологической схемы обработки осадков сточных вод

В курсовом проекте предусматривается разработка технологии обработки осадка из песколовок, первичных отстойников и избыточного активного ила из вторичных отстойников. При этом следует учитывать, что:

осадок из песколовок целесообразно обрабатывать отдельно от других видов осадков, так как он содержит крупнофракционные примеси, которые затрудняют обезвоживание мелкофракционных осадков из первичных отстойников и избыточных активных илов;

осадок из первичных отстойников и избыточный активный ил образующиеся при очистке городских стоков достаточно близки по составу допускается обрабатывать совместно. Кроме того, смешение этих осадков, как правило, повышает эффективность обезвоживания.

Таким образом, рационально использование двух технологических схем:

схемы обработки осадка из песколовок;

схемы совместной обработки осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила от сооружений биохимической очистки сточных вод.

При этом необходимо обеспечить максимально возможное удаление воды и предотвратить загнивание. В общем случае технология обработки осадка исходя из сказанного выше предполагает уплотнение, обезвоживание, сушку, обеззараживание, стабилизацию (сбраживание) и др. В итоге состав схема должна формироваться в соответствии с конечной целью обработки осадка, т.е. с учетом способа его утилизации или ликвидации.

Значения исходной влажности осадков представлены в табл. 10.

Таблица 10 Значения исходной влажности осадков

Вид осадка	Исходная влажность W, %
Из песколовок	80…85
Из первичных отстойников	95,0…98,5
Избыточный активный ил	99,3…99,8

Осадок от городских сточных вод из песколовок представляет собой минеральные вещества (в основном песок) с включением сравнительно небольшого количества органических веществ. Поэтому для предотвращения загнивания такого осадка достаточно применить его отмывку. Для снижения влажности, минуя стадию гравитационного уплотнения (ввиду небольших количеств осадка, высокой водоотдающей способности, удобства транспортирования и большой разницы удельных весов частиц песка и воды), целесообразно использовать механическое обезвоживание на центрифугах. В результате подобной обработки получим практически чистый песок (с незначительным содержанием органических примесей), но с достаточно высокой влажностью и значительной бактериальной загрязненностью. Учитывая это обстоятельство, на следующем этапе обработки осадка уместно применить термическую сушку, что позволит снизить его влажность и одновременно провести обеззараживание. Высушенный осадок может быть использован для нужд очистных сооружений (восстановление обваловок, посыпка проездов и дорожек в зимнее время и др.), а избыток - в дорожном строительстве.

Осадок из первичных отстойников и избыточный активный ил из вторичных отстойников можно охарактеризовать как состоящий в основном из органических веществ с незначительным количеством минеральных веществ и высокой бактериальной загрязненностью. Поэтому технология его обработки должна включать в себя процессы по снижению влажности, стабилизации и обеззараживанию. В качестве предварительной обработки в данном случае надлежит применять гравитационное уплотнение. Это позволит отказаться от накопителей осадка из первичных отстойников (неравномерное поступление осадка), что требуется при флотационном уплотнении рассматриваемой смеси. Далее, так как производительность очистных сооружений превышает 80 тыс. м3/сут, экономически оправданно применить анаэробное сбраживание. Уплотненный и сброженный осадок необходимо подвергнуть механическому обезвоживанию, для чего используем центрифугирование (процесс фильтр-прессования в данном случае неприменим, так как имеем дело с заиливающим осадком, а процесс вукуум-фильтрования требует высоких эксплуатационных затрат. Кроме того, перед обезвоживанием осадка путем фильтрования его следует предварительно промывать). С целью снижения загрязненности фугата и улучшения водоотдачи осадка перед центрифугированием его неоходимо обработать коагулянтами. После обезвоживания предусматривается термическая сушка (следовательно, анаэробное сбраживание следует проводить в мезофильных условиях), а затем производится сжигание осадка. Золу, образовавшуюся в результате сжигания осадка, можно использовать в качестве присадок и наполнителей при производстве железобетонных изделий для дорожного и промышленного строительства.

В качестве резервных относительно сооружений механического обезвоживания осадков предусматриваются иловые площадки.

6.1 Расчет сооружений по обработке осадков

Расчет сооружений по обработке осадка из песколовок

Расчет установки по отмывке песка

Периодичность поступления осадка из песколовок на обработку, ч, при условии его удаления поочередно из каждой рабочей песколовки через равные промежутки времени, составляет

где: t - продолжительность хранения осада в песколовке, ч (см. расчет песколовок), t = 2 сут. = 48 ч;

n - число рабочих песколовок (см. расчет песколовок), n = 4.

Объем сжиженного осадка из одной песколовки, м3, поступающего на обработку, соответствует

Здесь Vос - объем осадочной части песколовки (см. расчет песколовок), Vос = 4,42 м3;

Vсм - объем воды, затрачиваемый на одну промывку одной песколовки (см. расчет песколовок), Vсм = 2,7 м3.

Продолжительность нахождения осадка в установке по отмывке песка, ч,

где tр - продолжительность нахождения осадка в приемном резервуаре, tр = 1,0 ч;

tпр - продолжительность отмывки песка, tпр = 0,3 ч;

tу - продолжительность уплотнения отмытого песка, tу = 5 ч.

Ввиду малого объема осадка, попадающего на обработку единовременно, и того, что периодичность поступления осадка превышает продолжительность его нахождения в установке, полагаем, что все операции по отмывке осадка производятся в одном резервуаре. При этом данный резервуар следует оборудовать системами подачи и распределения промывной воды, перемешивания, сбора и отведения воды, а так же системой промывки сооружения. Принимаем два резервуара рабочим объемом 8 м3.

Расход воды на отмывку осадка, м3/ч

где, qп - удельный расход воды на отмывку осадка, qп = 1,5 м3/м3.

Объем воды, затрачиваемый на отмывку осадка из одной песколовки, м3

Расход воздуха на перемешивание смеси осадка с промывной водой, м3/ч

Здесь qв - удельный расход воздуха на перемешивание, qв = 0,5 м3/м3.

Влажность осадка после отмывки принимаем равной исходной влажности осадка из песколовок (табл. 10), т. е. W0 = 85 %.

Расчет центрифуг

Расход осадка из песколовок в сутки, м3/сут.,

где Vос - объем осадочной части песколовки (см. расчет песколовок), Vос = 4,42 м3;

n - число рабочих песколовок (см. расчет песколовок), n = 4;

t - продолжительность пребывания осадка в песколовке (см. расчет песколовок), t = 2 сут.

Число рабочих центрифуг, шт.

Здесь q - производительность центрифуги по исходному осадку, м3/ч: выбираем центрифугу марки ОГШ-321к-2 производительностью q = 4 м3/ч.

Принимаем n = 1 шт.

Общее число центрифуг, шт.

где np - число резервных центрифуг, nр = 1 шт.

Продолжительность работы центрифуг в течение суток, ч

Производительность центрифуг по кеку, кг/сут

где Wн - влажность обезвоживаемого осадка (табл.10), Wн = 85 %;

с - плотность обезвожываемого осадка, с = 1 т/м3;

е - эффективность задержания сухого вещества осадка, е =30 %;

Wк - влажность кека, Wк = 70 %.

Расход кека, м3/сут

где ск - плотность кека, ск = 1300 кг/м3.

Расход фугата, м3/сут



Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к центрифугам, м

Здесь v - скорость движения осадка в трубопроводе, v = 0,1 м/с.

Принимаем D = 0,15 м.

Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к одной центрифуге, м

Принимаем d = 0,15 м.

Диаметр трубопровода отвода фугата от центрифуг на очистку, м

где vф - скорость движения фугата в трубопроводе, vф = 3 м/с.

Принимаем Dф = 0,01м.

Диаметр трубопровода отвода фугата от одной центрифуги в резервуар-накопитель, м

где v'ф - скорость движения фугата в трубопроводе, v'ф = 1 м/с.

Принимаем dф = 0,05 м.

Расчет сушилок

Количество кека по сухому веществу, т/сут

где Мк - количество кека фактической влажности, Мк = 1326 кг/сут = 1,326 т/сут;

Wк - влажность кека, подаваемого на сушку, Wк = 70 %.

Количество влаги в кеке, подаваемом на сушку, т/сут

Количество влаги в высушенном осадке, т/сут

Здесь Wс - влажность высушенного осадка, Wс = 20 %.

Количество испаряемой влаги, т/сут

Число рабочих сушилок, шт.

где qс - производительность сушилки по испаряемой влаге, выбираем барабанную сушилку марки СБ 1-4 с производительностью по испаряемой влаге qс = 0,2 т/ч.

Принимаем n = 1 шт.

Число резервных сушилок, шт.

Принимаем nр = 1 шт.

Общее число сушилок, шт.

Продолжительность работы сушилок в течение суток, ч/сут

Количество высушенного осадка, т/сут

Расчет сооружений по обработке осадка из первичных отстойников

и избыточного активного ила

В связи с тем, что предполагается совместная обработка осадков из первичных отстойников и избыточного активного ила, необходимо предварительно определить расход их смеси и ее усредненную влажность.

Суточный расход осадка из первичных отстойников, м3/сут



где Vос - объем осадка, накапливаемого в первичных отстойника за сутки (см. расчет первичных отстойников), Vос = 184,6 м3/сут.

Суточный расход избыточного активного ила, м3/сут

Здесь qр - часовой расход избыточного активного ила от одного аэротенка (см. расчет вторичных отстойников), qр = 465 м3/ч;

N - число рабочих аэротенков (см. расчет аэротенков), N = 2 шт.

Усредненный суточный расход смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/сут

Усредненная влажность смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, %

где Wо - влажность осадка из первичных отстойников (табл. 10), Wо = 95 %;

Wи - влажность избыточного активного ила (табл. 10), Wи = 99,3%.

Расчет радиальных уплотнителей

Максимальный расход смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/ч



где qос1 - расход осадка при его выгрузке из одного первичного отстойника (см. расчет первичных отстойников), qос1 = 23,1 м3/ч.

Расход активного ила от аэротенков одной ступени, м3/ч

Концентрация ила по сухому веществу в избыточном активном иле от аэротенков одной ступени, г/л

Здесь s - зольность активного ила (см. расчет аэротенка), s = 0,3;

аи - концентрация возвратного активного ила по беззольному веществу (см. расчет аэротенка), аи = 10,6 г/л.

Усредненная концентрация активного ила в смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, г/л

где N - число ступеней аэротенков (см. технологическую схему очистки сточных вод), N = 1;

j - порядков номер ступени аэротенков;

n - число отстойников в группе, из которой осадок выгружается одновременно, т.к. число рабочих первичных отстойников составляет 4 шт., n = 1;

i - порядковый номер отстойника в группе, из которой осадок выгружается одновременно.

Полезная площадь одного уплотнителя, м2

где nу - число рабочих уплотнителей, nу = 5 шт.;

q0 - расчетная нагрузка на площадь зеркала уплотнителя, q0 = 0,1 м3/(м2 • ч).

Рабочая глубина уплотнителя, м

Здесь t - продолжительность уплотнения смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, t = 11,8 ч.

Принимаем h1 = 1,2 м.

Площадь поперечного сечения центральной впускной трубы, м2

где vтр - скорость движения уплотняемой смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в трубе, vтр = 0,1 м/с.

Диаметр центральной впускной трубы, м

Принимаем dтр = 0,85 м.

Диаметр и высота раструба центральной впускной трубы, м

Принимаем dр = hр = 1,2 м.

Площадь раструба по верхней кромке, м2

Площадь зеркала уплотнителя, ограниченная полупогружным кожухом, м2

где, vзаз - скорость движения смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в зазоре между верхней кромкой раструба центральной впускной трубы и полупогружным кожухом, vзаз = 20 мм/с.

Общая площадь уплотнителя, м2

Диаметр уплотнителя, м

Принимаем D = 50 м.

Число резервных уплотнителей, шт.



Принимаем nур = 3 шт.

Общее число уплотнителей, шт.

Диаметр полупогружного кожуха, м

Глубина погружения кожуха, м

Принимаем hк = 0,4 м.

Диаметр отражательного щита, м

Принимаем dщ = 1,6 м.

Высота зазора между верхней кромкой раструба центральной впускной трубы и отражательным щитом, м

Здесь vз - скорость движения смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в зазоре, vз = 0,1 м/с.

Принимаем hзаз =0,15 м.

Объем уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в одном уплотнителе, м3

где W1 - усредненная влажность смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, W1 = W = 99,3 %;

W2 - влажность уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, W2 = 97 %;

tил - продолжительность пребывания уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в осадочной части уплотнителя, tил = 12 ч.

Расход уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила из одного уплотнителя, м3/ч

где tос - продолжительность выгрузки уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила из уплотнителя, tос = 2 ч.

Диаметр трубопровода для удаления уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м

Здесь vос - скорость движения уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в трубопроводе, vос = 0,1 м/с.

Принимаем dос =1,0 м.

Диаметр приямка, м

где kп - коэффициент запаса, kп = 1,1.

Принимаем Dп = 3,1 м.

Глубина осадочной части уплотнителя, м

где i - уклон днища уплотнителя в сторону приямка, i = 0,05.

Принимаем h2 = 1,2 м.

Полная глубина уплотнителя, м

Здесь h3 - высота бортов уплотнителя, h3 = 0,3 м.

Полная глубина уплотнителя с учетом приямка, м

где hп - глубина приямка, hп = 1 м.

Высота слоя уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в уплотнителе, м



Принимаем hос = 1,1 м.

Диаметр трубопровода подачи уплотняемой смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила к одному уплотнителю, м

где v'тр - скорость движения смеси в трубопроводе, v'тр = 3 м/с.

Диаметр коллектора, подводящего смесь осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила к уплотнителям, м

Принимаем Dк = 0,35 м.

Максимальный расход жидкости, отделяемой в процессе уплотнения смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/ч

Диаметр трубопровода для отвода отделенной жидкости на очистку, м

Здесь v"тр - скорость движения жидкости в трубопроводе, v"тр = 3 м/с.

Принимаем D'тр = 0,15 м.

Диаметр коллектора, подводящего отделенную жидкость к очистным сооружениям, м

где v"'тр - скорость движения жидкости в коллекторе, v"'тр = 3 м/с.

Ширина водосборного лотка, м

где kл - коэффициент запаса, kл = 1,25.

Принимаем bл = 0,5 м.

Глубина жидкости в водосборном лотке, м

Принимаем

Здесь vл - скорость движения жидкости в лотке, vл = 1 м/с.

Высота водослива, м

где ?h - высота водослива над уровнем воды в водосборном лотке, ?h = 0,5 м.

Высота наружного борта водосборного лотка, м



Наружный диаметр водосборного лотка, м

Расход уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, отводимой на дальнейшую обработку, м3/ч,

где n'у - количество уплотнителей, из которых уплотненная смесь отводится одновременно, n'у = 2 шт. (т.к. nу = 5 шт., а tос = 2 ч.).

Диаметр коллектора, отводящего уплотненную смесь осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила на дальнейшую обработку, м

Принимаем Dос = 1,4 м.

Расчетная схема радиального уплотнителя приведена на рис. 8пр.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет метантенков

Суточный расход жидкости, отделяемой при уплотнении смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/сут

где Q - суточный расход смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила исходной влажности, Q = 22504,6 м3/сут;

W1 - усредненная исходная влажность смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, W1 = 99,3 %;

W2 - влажность уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, W2 = 97 %.

Суточный расход сбраживаемой смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/сут

Суммарный рабочий объем метантенков, м3

Здесь Д - суточная доза загружаемой уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, Д = 10 %.

Число рабочих метантенков, шт.

где V1 - рабочий объем одного метантенка, V1 = 7500 м3 (метантенки установленные на очистных сооружениях г. Штутгарт).

Принимаем n = 7 шт.

Число резервных метантенков, шт.

Принимаем nр = 4 шт.

Общее число метантенков, шт.

Расход осадка из первичных отстойников по сухому веществу, т/сут



где С - концентрация взвешенных веществ в сточной воде, постыпающей в первичные отстойники (табл. 7), С = 136,5 мг/л;

Э - эффективность задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках (табл. 7), Э = 68 % = 0,68;

kвв - коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ, не учитываемых при отборе проб воды на анализ, kвв = 1,1;

Qсв - суточный расход сточных вод (табл.1), Qсв = 82880 м3/сут.

Расход осадка из первичных отстойников по беззольному веществу, т/сут

Здесь WоГ - гигроскопическая влажность осадка из первичных отстойников, WоГ = 10 %;

Зо - зольность осадка из первичных отстойников, Зо = 30 %.

Расход избыточного активного ила по сухому веществу, т/сут

где Lо -величина БПКполн поступающих в аэротенк сточных вод (табл. 7),

Lо = 180,77 мг/л;

b - вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников (табл. 7), b = 20 мг/л.

Расход избыточного активного ила по беззольному веществу, т/сут



где WиГ - гигроскопическая влажность избыточного активного ила, WиГ = 10 %;

Зи - зольность избыточного активного ила, Зи = 20 %.

Количества беззольного вещества в смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, т/сут

Предел сбраживания смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, %

Здесь ао - предел сбраживания осадка из первичных отстойников, ао = 53 %;

аи - предел сбраживания избыточного активного ила, аи = 44 %.

Удельный выход газа при сбраживании смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/кг

где k - коэффициент зависящий от влажности сбраживаемой смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила и режима сбраживания, k = 0,4. Суммарный выход газа от сбраживания смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/сут



Диаметр трубопровода для отвода газа от метантенков, м

где vГ - скорость движения газа в трубопроводе, vГ = 4 м/с.

Принимаем DГ = 0,05 м.

Диаметр трубопровода отвода газа от одного метантенка, м

Принимаем dГ = 0,05 м.

Диаметр трубопровода подачи смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила к метантенкам, м

Здесь v'тр - скорость движения уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в трубопроводе, v'тр = 3 м/с.

Принимаем Dк = 0,2 м.

Диаметр трубопровода подачи смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в один метантенк, м

Принимаем Dтр = 0,1 м.

Влажность сброженной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, %

где Wо - влажность сброженного осадка из первичных отстойников, Wо = 92 %;

Qо - суточный расход осадка из первичных отстойников, Qо = 184,6 м3/сут;

Wи - влажность сброженного избыточного активного ила, Wи = 94 %;

Qи - суточный расход избыточного активного ила, Qи = 22320 м3/сут;

Q - суточный расход смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, Q = 22504,6 м3/сут.

Расход жидкости, отделяемой в процессе сбраживания смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/сут

Расход сброженной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/сут

Диаметр трубопровода, отводящего сброженную смесь осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила на дальнейшую обработку, м



где vос - скорость движения сброженной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в трубопроводе, vос = 0,1 м/с.

Принимаем Dос = 0,65 м.

Диаметр трубопровода, отводящего сброженную смесь осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила на дальнейшую обработку от одного метантенка, м

Принимаем dос = 0,25 м.

Диаметр трубопровода для отвода воды, отделяемой в процессе сбраживания смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила от метантенков и подачи ее на очистные сооружения, м

Здесь vж - скорость движения жидкости в трубопроводе, vж = 3 м/с.

Принимаем Dж = 0,15 м.

Диаметр трубопровода для отвода воды, отделяемой в процессе сбраживания смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила от одного метантенка, м

Принимаем dж = 0,05 м.

Расчет центрифуг

Число рабочих центрифуг, шт.

где Q - расход обезвоживаемого осадка, Q = Qсб =2625,6 м3/сут.;

q - производительность центрифуги по исходному осадку,м3/ч: выбираем центрифугу марки ОГШ-631к-2 производительностью q = 25 м3/ч.

Принимаем n = 5 шт.

Общее число центрифуг, шт.

Здесь np - число резервных центрифуг, nр = 2 шт.

Продолжительность работы центрифуг в течение суток, ч

Производительность центрифуг по кеку, кг/сут

где Wн - влажность обезвоживаемого осадка, Wн = W'2 = 94 %;

с - плотность обезвожываемого осадка, с = 1 т/м3;

е - эффективность задержания сухого вещества осадка, е = 25 %;

Wк - влажность кека, Wк = 70 %. Расход кека, м3/сут



где ск - плотность кека, ск = 1100 кг/м3.

Расход фугата, м3/сут,

Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к центрифугам, м

Здесь v - скорость движения осадка в трубопроводе, v = 0,1 м/с.

Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к одной центрифуге, м

Диаметр трубопровода отвода фугата от центрифуг на очистку, м

где vф - скорость движения фугата в трубопроводе, vф = 3 м/с.

Принимаем Dф = 0,15 м.

Диаметр трубопровода отвода фугата от одной центрифуги в резервуар-накопитель, м



где v'ф - скорость движения фугата в трубопроводе, v'ф = 1 м/с.

Принимаем dф = 0,1 м.

Расход обезвоживаемого осадка по сухому веществу, кг/сут

Здесь Qсо - расход осадка из первичных отстойников по сухому веществу, Qсо = 8,46 т/сут =8460 кг/сут;

Qси - расход избыточного активного ила по сухому веществу,Qси = 5,73 т/сут = 5730 кг/сут.

Суточное количество коагулянта (FeCl3), кг/сут

где mж - доза реагента в % к сухому веществу обезвоживаемого осадка, mж = 5 %;

аж - активность реагента, аж = 0,95.

Суточный расход рабочего раствора реагента, м3/сут

Диаметр трубопровода подачи раствора коагулянта, м

где v - скорость движения раствора в трубопроводе, v = 3 м/с.

Принимаем d = 0,01 м.

Расчет сушилок

Количество влаги в кеке, подаваемом на сушку, т/сут

где Мсух - количество кека, подаваемого на сушку, по сухому веществу,

Мсух = 14190 кг/сут = 14,19 т/сут;

Wк - влажность кека, Wк = 70 %.

Количество влаги в высушенном осадке, т/сут

Здесь Wс - влажность высушенного осадка, Wс = 20 %.

Количество испаряемой влаги, т/сут

Число рабочих сушилок, шт.

где qс - производительность сушилки по испаряемой влаге, выбираем сушилку со встречными струями марки СВС 0,7-1 с производительностью по испаряемой влаге qс = 0,7 т/ч.

Принимаем n = 2 шт.

Число резервных сушилок, шт.

Общее число сушилок, шт.

Продолжительность работы сушилок в течение суток, ч/сут.

Количество высушенного осадка, т/сут

где Мк - производительность центрифуг по кеку, Мк = 131280 кг/сут = = 131,28 т/сут.

Расчет печей по сжиганию осадка

Количество влаги в осадке, подаваемом на сжигание, т/сут

где Мсух - количество осадка, подаваемого на сжигание, по сухому веществу, М'сух = Мсух = 14190 кг/сут = 14,19 т/сут; Wс - влажность осадка, Wс = 20 %. Количество влаги в сожженном осадке, т/сут



Здесь W 'с - влажность сожженного осадка, W'с = 0 %.

Количество испаряемой влаги, т/сут

Число рабочих печей, шт.

где qп - производительность печи по испаряемой влаге. Выбираем печь с кипящим слоем КС (проект «Союзводоканалпроекта») с производительностью по испаряемой влаге qп = 1 т/ч.

Принимаем n = 1 шт.

Число резервных печей, шт.

Принимаем nр = 1 шт.

Общее число печей, шт.

Продолжительность работы печей в течение суток, ч/сут.

Зольность осадка, доли единицы:

где Мбез - количество осадка, подаваемого на сжигание по беззольному веществу (см. расчет метантенков), Мбез = 9,46 т/сут;

Qсо - количество осадка из первичных отстойников, подаваемого на сжигание, по сухому веществу (см. расчет метантенков), Qсо = 8,46 т/сут;

WоГ - гигроскопическая влажность осадка из первичных отстойников (см. расчет метантенков), WоГ = 10 %;

Qси - количество избыточного активного ила, подаваемого на сжигание, по сухому веществу (см. расчет метантенков), Qси = 5,73 т/сут;

WиГ - гигроскопическая влажность избыточного активного ила (см. расчет метантенков), WиГ = 10 %.

Количество золы, образующееся в результате сжигания осадка, т/сут

7. Описание работы технологических схем очистки сточных вод и обработки осадка

Смешанная сточная вода от рассматриваемых объектов канализования предварительно очищается от крупных примесей, способных нарушить работу очистных сооружений. Это осуществляется с помощью решеток с отдельно стоящими дробилками (коминуторами). Задержанные примеси извлекаются из воды, измельчаются до размеров, не превышающих прозоров между стержнями решеток, и возвращаются обратно в сток перед названными сооружениями.

Далее сточная вода поступает в аэрируемые песколовки для очистки от тяжелых нерастворенных примесей. В этих сооружениях концентрация взвешенных веществ снижается на 23% при глубине очистки 136б5 мг/л.

Предварительно обработанная сточная вода подается в контактные усреднители с пневматической системой перемешивания. Здесь обеспечивается полное усреднение стока как по расходу, так и по концентрациям загрязняющих веществ, так как период усреднения составляет 24 часа.

Усредненный сток для очистки от взвешенных веществ подвергается отстаиванию в первичных радиальных отстойниках. Степень очистки по данному показателю принята равной 68% при глубине очистки 43,68 мг/л. Кроме того, в этих сооружениях происходит снижение величины БПКполн смешанной сточной воды на 20% при глубине очистки 180,77 мг/л.

Затем предусматривается биологическая очистка отстоенной воды в аэротенках-вытеснителях с отдельно стоящими регенераторами активного ила. Принцип работы таких сооружений предусматривает проведение процесса очистки стока в две стадии: адсорбирование органических веществ активным илом и окисление «биологически мягких» органических веществ в аэротенке и биохимическая минерализация адсорбированных активным илом органических веществ (регенерация активного ила) в регенераторе. В результате применения такой технологии эффективность очистки сточной воды от органических веществ (по БПКполн) составит 92% при глубине очистки 14б4 мг/л, от взвешенных веществ - 54б2% при глубине очистки 20 мг/л, а по Coli-индексу - 90% при глубине очистки 3,487•1010 шт./л.

Для доочистки сточной воды от органических и взвешенных веществ применяется гидроавтоматический фильтр с плавающей загрузкой из вспененного полистирола марки АФПЗ. Это позволяет снизить концентрацию взвешенных веществ на 70% при глубине очистки 6 мг/л, Coli-индекс - на 90% при глубине очистки 3,487•109 шт./л. Кроме того, концентрация растворенного кислорода повысится на 200% при глубине очистки 3 мг/л.

C целью корректировки активной реакции (рН) стока используется метод нейтрализации щелочных сточных вод известковым молочком. В результате рН повысится на 2% при глубине очистки 7,3.

Для обеззараживания сточной воды применяется обработка ее раствором гипохлорита натрия. Степень обеззараживания составит 99,99% по Coli-индексу при глубине очистки 1000 шт./л.

Во избежание увеличения содержания взвешенных веществ в результате химических реакций, протекающих при обеззараживании сточной воды, а также для дехлорирования стока используются однослойные фильтры с мелкозернистой (песчаной) загрузкой. Таким образом, концентрация взвешенных веществ остается на прежнем уровне, т. е. 6 мг/л.

Снижение температуры сточной воды обеспечивается благодаря ее охлаждению в брызгальных бассейнах. Степень очистки по этому показателю составит: в летний период 36,4% при глубине очистки 21 оС, а в зимний-84,85%,при глубине очистки 5 оС. Специфика работы названных сооружений позволит также увеличить концентрацию растворенного кислорода: летом на 50% при глубине очистки 4,5 мг/л, зимой на 100% при глубине очистки 2мг/л.

Аэрирование сточной воды в зимний период осуществляется с помощью водосливов-аэраторов в виде тонкой зубчатой стенки. Концентрация растворенного кислорода повысится на 33,33% при глубине очистки 6 мг/л.

В результате применения описанной технологии очистки смешанной сточной воды в рассматриваемых условиях отведения обеспечиваются требования к выпуску ее в водный объект.

Осадок из песколовок подвергается отмывке в резервуарах объемом 8 м3. Сжиженный осадок от одной песколовки в объеме 7,12 м3 подается в указанные резервуары. В них же подается промывочная вода, в качестве которой используется очищенная сточная вода, забираемая после прохождения однослойных фильтров. Расход этой воды на указанный объем осадка составляет 22,1 м3/ч. Продолжительность отмывки 0,3 ч. Отмываемый осадок перемешивается пневматическим способом. Расход воздуха 19,23 м3/ч. После отмывки осадок в течение 5 часов подвергается гравитационному уплотнению в резервуарах. Объем уплотненного осадка от одной песколовки составляет 4,42 м3 при влажности 85%. От установки при отмывке осадка от одной песколовки отводится промывная и смывная вода общим объемом 6,63 м3. В результате такой обработки суточный расход осадка составит 8,84 м3/сут.

Отмытый и уплотненный осадок подается для механического обезвоживания на осадительную центрифугу марки ОГШ-321к-2 производительностью 4 м3/ч. Расход обезвоженного осадка (кека) составит 1,02 м3/сут при влажности 30%, а расход фугата - 7,82 м3/сут.

Кек подвергается термической сушке в барабанной сушилке марки СБ 1-4 производительностью по испаряемой влаге 0,2 т/ч. Количество высушенного осадка - 0,5 т/сут с влажностью 20%. Этот осадок складируется и по мере надобности расходуется на нужды очистной станции (восстановление обваловки сооружений, посыпка дорожек и проездов в зимнее время и др.).

Осадок из первичных отстойников и избыточный активный ил смешиваются и обрабатываются совместно. При этом расход осадка из первичных отстойников составляет 184,6 м3/сут при влажности 95%, расход избыточного активного ила равен 22320 м3/сут при влажности 99,3%, следовательно, усредненный расход смеси - 22504,6 м3/сут при влажности 99,3%.

Первый этап обработки указанной смеси - гравитационное уплотнение в радиальных уплотнителях. Продолжительность уплотнения принята равной 11,8 часа. В результате расход уплотненной смеси составит 5251,1 м3/сут при влажности 97%, а расход жидкости, отделяемой в процессе уплотнения, - 17253,5м3/сут.

Затем названная смесь подвергается анаэробному сбраживанию в метантенках. Предел сбраживания смеси соответствует 49,07%, ее расход - 2525,5 м3/сут при влажности 94%, расход отделяемой жидкости - 2625,6 м3/сут. Выделяющийся в процессе сбраживания газ (4,26 м3/сут) используется как добавка к основному топливу в сушилках и печах по сжиганию осадка.

Сброженная смесь перед механическим обезвоживанием подвергается коагулированию. В качестве коагулянта используется раствор хлорного железа (FeCl3). Расход коагулянта по сухому веществу составляет 746,8 кг/сут, а рабочего раствора - 7,468 м3/сут.

Механическое обезвоживание скоагулированной смеси осуществляется на осадительных центрифугах марки ОГШ-631к-2 производительностью 25 м3/ч. Расход обезвоженной смеси равен 119,3 м3/сут при влажности 70%, расход фугата составляет 2506,3 м3/сут.

В качестве резервных сооружений к блоку механического обезвоживания предусмотрены иловые площадки.

Обезвоженная смесь подвергается термической сушке в сушилках со встречными струями марки СВС 0,7-1 производительностью по испаряемой влаге 0,7 т/ч. Количество высушенной смеси равно 49,23 т/сут с влажностью 20%.

Сжигание высушенной смеси осуществляется в печах с кипящим слоем КС по проекту «Союзводоканалпроекта». Количество образующейся золы составляет 11,88 т/сут.

Золу от сжигания смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила предлагается использовать в качестве присадок и наполнителей при производстве железобетонных изделий для промышленного и дорожного строительства.

Список литературы

Н.В. Растрыгин Охрана вод. Сооружения биологической очистки сточных вод: Методические указания к выполнению курсового проекта. - СПб.: СПГУВК, 2003 - 108 с.

Н.В. Растрыгин Охрана вод. Сооружения для обработки осадков сточных вод: Методические указания по выполнению курсового проекта / Н.В. Растрыгин - СПб.: СПГУВК, 2005. - 129 с.

Н.В. Растрыгин Очистка сточных вод и обработка осадков: Методические указания по выполнению курсовых и дипломных проектов - СПб.: СПГУВК, 1999. - 30 с.

Н.В. Растрыгин Проектирование очистных сооружений города: Методические указания к выполнению курсового проекта - СПб.: СПГУВК, 1999. - 18 с.

Н.В. Растрыгин Сооружения механической очистки сточных вод: Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Охрана вод» - СПб.: СПГУВК, 2003. - 134 с.

С.П. Зубрилов, Н.В. Растрыгин Охрана вод (часть 2). Очистка сточных вод: Учебное пособие - СПб.: СПГУВК, 1999. - 164 с.

С.П. Зубрилов, Н.В. Растрыгин Охрана вод (часть 3). Очистка производственных сточных вод: Учебное пособие - СПб.: СПГУВК, 2000. -90 с.

С.П. Зубрилов, Н.В. Растрыгин Охрана вод. Часть 1. Очистка сточных вод: Учебное пособие. - СПб.: СПГУВК, 2001. - 124 с.

Размещено на Allbest.ru