Технологии очистки стоков

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Выбор, обоснование и описание технологического процесса

1.1 Характеристика состава сточных вод, поступающих на очистку

Состав сточных вод, поступающих на очистку, в последние четыре года выглядит следующим образом: среднегодовые значения ионов NH₄⁺ колебались от 16,8 до 19,8 мг/л (max 23,2); NO₂^- - от 0,04 до 0,4 (max 0,47); NO₃^- - от 0,052 до 0,153 (maz 0.347); фосфатов (Р) - от 2,08 до 4,04 ( max 5.6); АПАВ - от 1,17 до 1,6 ( max 2.5); фенолы пристутствовали почти на одном уровне - 0,008-0,009 ( max 0.019) мг/л; нефтепродукты - от 0,9 до 1,8 ( max 2.6) мг/л. Металлы находились на достаточно низком уровне: Cu - от 0,02 до 0,024 (max 0.33); Mn - от 0,046 до 0,06 ( max 0.7); Pb - на уровне следовых значений; Zn - 0.156 до 0,203 ( max 0.366); Fe - от 1,13 до 1,2 ( max 1.94) мг/л.

Взвешенных веществ в среднем поступало на левобережные очистные сооружения 102-130 (max 171) мг/л. Также низкими значениями характеризовались ХПК и БПК_П : БПК_П было в пределах 98-163 ( max 170) мг/л, ХПК - в пределах 213-251 (max 325) мг/л. Соотношение между БПК_П и ХПК находилось в пределах 0,46-0,64 , в среднем - 0,52 что обусловлено некоторым содержанием трудноокисляемых веществ.

Приведенные выше показатели характеризуют левобережный сток города Красноярска как разбавленный, имеющий достаточно низкие значения по органическим и взвешенным веществам и невысокие уровни загрязнения по специфическим веществам.

Влияние температуры, рН и специфических загрязняющих веществ на процессы механической и биохимической очистки сточных вод выражается в следующем.

Температура. Температура очищаемых сточных вод - важнейший фактор, воздействующий на растворимость химических веществ, скорость химических и биологических реакций, скорость изъятия загрязняющих веществ при отстаивании, интенсивность обмена веществ у организмов активного ила, потребление растворенного кислорода.

Повышение температуры сточных вод ( в определенных пределах) изменияет запах, который еще больше усиливается при недостатке в воде растворенного кислорода, активизирует процессы хемоокисления загрязняющих веществ, удаления летучих соединений и т.д.

С уменьшением температуры увеличивается вязкость воды и, следовательно, снижается эффект осаждения грубодисперсных примесей. С увеличением температуры, наоборот, на 5-10% эффект очистки увеличивается и, следовательно, можно снизить время отстаивания сточныхз вод в первичных отстойниках до 1,0 часа.

При понижении температуры скорость биохимических процессов в аэротенках замедляется, но увеличивается растворимость кислорода в воде. С другой стороны увеличивается сброс горячей воды в городскую канализацию. Поэтому производительность аэротенков зимой снижается незначительно. В летний же период должна быть обеспечена более интенсивная аэрация иловой смеси.

Повышение температуры влияет на увеличение скорости потребления кислорода активным илом, на уровень обмена и проницаемость оболочек бактериальных клеток, что приводит к усилению воздействия токсикантов на активный ил.

Хроническое вспухание активного ила, какая бы причина его не вызвала, активизируется и усиливается в летний период при повышении температуры сточных вод и увеличение дефицита растворенного кислорода, что сопровождается ухудшением качества очистки.

В летний период успешнее протекают процессы не только окисления углесодержащих органических загрязнений, но и нитрификация и денитрификация. Для поддержания удовлетворительной нитрификауии оптимальная температура должна быть в диапазоне 20-25єС. При 9єС скорость нитрификации существенно снижается, а при 6 єС прекращается. Увеличение температуры более 25єС благоприятно влияет на процесс нитрификации, однако он начинает лимитироваться содержанием кислорода, растворимость которого при этом резко падает. Скорость процесса денитрификации непрерывно возрастает при повышении температуры сточных вод вплоть до 36єС. Поэтому, при наличии денитрификации во вторичных отстойниках, вынос взвешенных веществ из них в летний период может существенно возрастать, особенно после 12 часов дня, когда сточные воды хорошо прогреваются и денитрификация активизируется.

Особенно неблагоприятно действует на активный ил быстрый перепад температуры, когда организмы ила не успевают адаптироваться и могут погибнуть. При продолжительном воздействии активный ил адаптируется к температурному режиму и может осуществлять эффективное ферментативное окисление загрязняющих веществ при температуре в иловой смеси до 35єС. Однако в данных условиях критическим становится содержание растворенного кислорода и поэтому требуется интенсивное перемешивание иловой смеси для обеспецения удовлетворительного массообмена в хлопьях ила.

Концентрация водородных ионов (рН). Содержание водородных ионов в сточных водах выражается величиной отрицательного логарифма их концентрации.

Сточные воды в зависимости от рН подразделяются на: сильнокислые (рН<3), кислые (рН=3-5), слабокислые (рН=5-6,5), нейтральные (рН=6,5-7,5), слабощелочные (рН=7,5-8,5), щелочные (рН=8,5-9,5) и сильнощелочные (рН>9.5).

Оптимальные значения рН сточных вод способствует процессу хлопьеобразования и обеспечивают удовлетворительные седиментационные характеристики активного ила. Понижение величины рН сточных вод приводит к снижению интенсивности обмена у бактерий, дефлокуляции и плохой осаждаемости активного ила, а при падении рН ниже 5,0 бактерии могут антагонистически вытесняться грибами. Увеличение рН приводит к повышению интенсивности обмена у активного ила, а при сильнощелочной среде (рн>9.5) клетки активного ила гибнут.

После сильных дождей (рН атмосферных осадков составляет 4,6-6,1), при голодании активного ила, увеличении дозы ила по массе сверх расчетной нормы или при повышении содержания нитратов в очищенных водах рН может несколько снижаться.

Снижение рН за счет накопления нитратов в очищенных водах составляет в зимний период в среднем 0,2-0,8, а летом 1,0-1,5 при глубоком процессе нитрификации и содержании нитратов в очищенных водах свыше 15 мг/л.

Соединение азота и фосфора. Наиболее важными биогенными элементами для физиологического развития активного ила являются азот, фосфор, сера, железо.

В городских сточных водах азот представлен в основном в виде минеральной (NH₄⁺, NO₂^-, NO₃^-) и органической ( аминокислоты, белок тканей организмов, органические соединения) составляющих.

В бытовыхсточных водах азот - основная часть органических веществ, представляющих конечные продукты метаболизма азота в организме человека. В виде аммиака NH₃ или мочевины (NH₄)₂CO в бытовых сточных водах присутствует 80-90 % всех азотсодержащих веществ. Последующая аммонификация превращает органические соединения азота в неорганические формы, основной из которых является аммиак, накапливающийся в процессе дезаминирования в результате протеолиза белков растительного и животного происхождения, осуществляемого гетеротрофными гнилостными ( аммонифицирующими) бактериями в канализационной сети.

Аммиак в сточных водах находится в основном в равновесии и ионом аммония. При рН менее 7,0 и при понижении температуры равновесие сдвигается в сторону выделения ионов аммония:



NH₃ + H₂O > NH₄⁺ + OH^-.

При рН более 7,0 и при повышении температуры реакция идет в обратную сторону, в сточных водах накапливается аммиак:

NH₃ + H₂O < NH₄⁺ + OH^-.

При температуре 25єС и при рН=11,0 равновесие сильно сдвигается в сторону выделения газообразного аммиака.

На сооружениях в анаэробных зонах ( которые всегда присутствуют) белкоевые соединения разлагаются с образованием аммонийного азота. По этой причине может наблюдаться возрастание аммонийного азота в осветленных, а также в очищенных водах на фоне удовлетворительной нитрификации в аэротенках. Этим объясняется постоянное ниличие аммонийного азота в концентрациях 1,0-2,0 мг/л в очищенных водах удовлетворительно работающих очистных сооружений, как бы хорошо не протекаел процесс нитрификации в аэротенках.

Для городских очистных сооружений можно считать нормой суммарное содержание нитратов и нитритов в поступающих на очистку сточных водах не более 1,0 мг/л. Увеличение их содержания сверх данной нормы является признаком промышленного загрязнения. В небольших количествах нитриты и нитраты не могут появляться в осветленных водах при подаче избыточного активного ила и иловой воды после сооружений обработки осадка в поток сточных вод, поступающих в первичные отстойники.

В поступающих на очистку городских сточных водах основная доля соединений фосфора представлена в видеколллоидной и растворенной форм фосфатов и ортофостатов, и растворенных форм полифосфатов. Фосфаты и полифосфаты гидролизуются в результате биологической очистки в ортофосфаты, а органических фосфор частично остается в очищенных водах. Взвешенные формы соединений фосфора частично осаждаются в первичных отсойниках и частично сорбируются на активном иле.

Минеральный фосфор в растворенном состоянии - это ортофосфорная кислота и ее анионы (Н₂РО₄ НРО₄^2- РО₄^3-). Органический фосфор в бытовых сточных водах - это в основном метаболиты человека; полифосфаты органические - это нуклеиновые кислоты; нуклеопротеиды - продукты жизнедеятельности гидробионтов и человека.

В аэоробных условиях аэротенков полифосфаты и ортофосфаты усваиваются организмами активного ила, а растворенные формы органического фосфора минерализуются в ортофосфаты при помощи бактерий Moraxella, Artmbacter, Bacteria subtilis и т.п. Определенные группы бактерий активного ила облоадают способностью накапливать в своих клетках ( в полифосфатных гранулах, так называемых зернах волютина) растворенные формы фосфора, т.е. откладывать в запас для последующего потребления. Таким образом, эти бактерии способны потреблять фосфора больше, чем его требуется на прирост биомассы и энергетические потребности.

Кроме оого, нитрифицирующие бактерии также способны накапливать полифосфаты в составе метахроматиновых гранул. Все указанные бактерии отличаются от других микроорганизмов активного ила тем, что накопление соединений фосфора в их клетках составляет довольно значительную величину - 1-3% сузой массы тела.

За счет депонирования полифосфатов в клетках активного ила из сточных вод изымаются растворимые соединения фосфора. Причем, в обычных условиях полной биологической очистки с последующей нитрификацией, если нитрификация не глубокая (NO₃ - N не более 5 - 6 мг/л), за счет потребления фофатов бактериями в аэротенках удаляется 20-30% растворенных форм фосфора. При понижении рН сточных вод повышается растворимость фосфатов, и усиливаются оба процесса: изъятие и накопление в иле и осаждение на нем в результате биофлокуляции, что позволяет достичь в процессе биологической очистки 50% удаления соединений фосфора.

При глубоком процессе нитрификации, когда содержание нитратов в очищенных водах повышается до 7,0-18,0 мг/л и более, содержание фосфатов в них увеличивается до 6-8 мг/л и более. Процессы нитрификации и дефосфотации как бы противоречат друг другу в обычных условиях биологической очистки. Чем интенсивнее нитрификация, тем больше фосфатов накопится в клетках бактерий, и тем больше бактерии их отдадут в очищенную воду в анаэробных условиях вторичных отстойников.

Кроме того, содержание фосфатов в очищенных водах может возрастать за счет разрушения клеток активного ила, например в илоуплотнителях, а также при голодании и самоокислении активного ила, когда его клетки отдают накопленный фосфор в окружающую воду.

При анализе фосфатов в гидролизованной пробе определяется сумма ортофосфатов и полифосфатов; концентрация же полифосфатов рассчитывается как разность между результатами анализа гидролизованной ( ортофосфаты и полифосфаты) и негидролизованной ( ортофосфаты ) пробы.

Синтетические поверхностно активные вещества ( СПАВ). К ним относятся вещества, способные адсорбироваться на поверхностях раздела фаз ( вода-воздух) и понижать их поверхностное натяжение. СПАВ могут быть разделены на четыре класса: анионоактивные ( активной частью молекул является анион), катионоактивные ( активной частью является катион), неионогенные ( не ионизируются) и амфотерные ( амфолитные).

Деление СПАВ на классы основано на свойствах этих соединений, которые они проявляют в воде при растворении.

Анионоактивные СПАВ ионизируются в водном растворе с образованием отрицательно заряженных органических ионов. Из этого класса наиболее широко распространены соли сернокислых эфиров (сульфаты) - их представитель додецилсульфат натрия и соли сульфокислот (сульфонаты) - их представитель сульфонол. Анионоактивные СПАВ производятся и применяются в мире в наибольшем количестве и поэтому составляют основную долю СПАВ в сточных водах.

Катионоактивные СПАВ ионизируются в водном растворе с образованием положительно заряженных органических ионов. К ним относятся четвертичные аммониевые соли. Доля их в производстве в настоящее время очень мала, однако производство катионоактивных СПАВ в мире растет достаточно быстро.

Неионогенные СПАВ в водном растворе не образуют ионов. Наиболее распространены алкогольэтоксилаты и оксиды жирных аминов. Входят в состав синтетических моющих средств (СМС).

Амфолитные СПАВ ионизируются в водном растворе в зависимости от рН. В кислых водных растворах проявляются катионоактивные свойства, а в щелочных - анионоактивные. Наиболее распространенными в настоящее времяявляются анионоактивные и неионогенные ПАВ. Производство анионоактивных и неионогенных СПАВ, а также моющих средств на их основе, составляет 95-98% от общего количества вырабатываемых промышленностью.

По степени биохимического распада СПАВ подразделяются на:

1) Биохимически легко окисляемые (биологически мягкие), для которых биохимическое окисление в течении 6 часов составляет более 25% по ХПК;

2) Трудно биохимически окисляемые (биологически жесткие), для которых характерно незначительное или даже полное отсутствие биохимического окисления по ХПК в течении 6 часов;

3) Вещества промежуточной группы.

В процессе биохимической очистки сточных вод удаляется до 80% << биологически мягких >> СПАВ. Максимальное потребление кислорода <<биологически жесткими>> СПАВ составляет не более 10% по ХПК, а в процессе очистки они удаляются не более чем на 40%, главным образом, за счет сорбции активным илом и образования промежуточных продуктов распада. При этом, присутствие в сточных водах биологически жестких веществ в концентрациях более 10 мг/л ухудшает степень их очистки и вызывает обильное образование пены на поверхности аэротенка. СПАВ промежуточной группы, в зависимости от величины ХПК, удаляются в процессе полной биохимической очистки на 40-80%.

Фенолы. Это ароматические соединения, производные бензола с одной или несколькими гидроксильными группами. В зависимости от числа гидроксильных групп различают одно-, двух- и моно- гидридные фенолы. Моногидридными фенолами являются собственно фенол - С₆Н₅ОН, крезол, тимол и др. Простейший дигидридный фенол - диоксибензол С₆Н₅(ОН)₂, у которого известны три изомера: гидрохинон, резорцин и пирокатехин.

В природоохранном законодательстве большинства стран, включая Россию, учитываются только летучие фенолы. Значительная экологическая опасность загрязнения летучими фенолами связана с их токсичностью и способностью образовывать хлорфенолы (ди-, три-, пентахлорфенолы) и нитрозамещенные фенолы - хорошо растворимые в воде, устойчивые, высокотоксичные вещества, которые индивидуально определяются с помощью хроматографических методов анализа.

Степень биохимического распада летучих фенолов в аэротенках, зависимости от исходной концентрации,, достигает 95% при условии, что в сточных водах имеется достаточное содержание биогенных элементов, необходимых для полноценного питания активного ила, а он, в свою очередь, к фенолсодержащим сточным водам хорошо адаптирован.

Нефтепродукты представляют собой сложную смесь различных углеводородов (низко- и высокомолекулярных, предельных и непредельных, алифатических, ароматических, алициклических), а также неуглеводородных соединений серо-, кислород-, азотсодержащих и высокомолекулярных смолоасфальтеновых веществ с включенными в них тяжелыми металлами.

При гидрохимическом анализе понятие <<нефтепродукты>> ограничивается только углеводородами, поэтому под термином <<содержание нефтепродуктов>> принято понимать содержание в воде неполярных и малополярных соединений, экстрагируемых четыреххлористым углеродом, гексаном или петролейным эфиром.

Скорость и эффективность трансформации нефтепродуктов на сооружениях биологической очистки, прежде всего, связана с аэробностью условий и зависит от:

- химического состава нефти, ее свойств (летучести, плотности, растворимости основных составляющих компонентов и поступающей в аэротенки концентрации нефтепродуктов);

- наличия баланса между поступлением нефтепродуктов и их эффективной деструкцией;

- физико-химических условий, протекающих в аэротенках ( температуры, рН, содержания растворенного кислорода в иловой смеси);

- сбалансированногосостава сточных вод, обеспечивающих полноценное питание активного ила (минимальные необходимые количества углеродсодержащей органики, азота и фосфора в пропорции 100:5:1);

- технологического режима очистки (дозы и возраста активного ила, удельных нагрузок на активный ил, окислительной мощности аэротенков);

- свойств активного ила ( процентного содержания углеводородокисляющих бактерий в общей биомассе активного ила, адаптационных свойств, ферментативной активности).

В первичных отстойниках нефтепродукты растекаются в виде поверхностной пленки, накапливаются в сыром осадке в виде твердых вязких частиц и осаждаются на стенках отстойников, трубопроводах в виде агрегатов, комков, утолщенной пленки ( от 1 мм до 10 см). Наличие пленки на поверхности воды в отстойниках указывает, что содержание нефтепродуктов в поступающей на очистку сточной воде будет составлять не менее 0,5-1,0 мг/л. Поверхностная пленка уже на стадии первичного отстаивания быстро теряет летучие и растворимые компоненты легких нефтепродуктов и приобретает вязкость, агрегирует, после чего стремится не к растеканию, а комкованию на стенках и трубопроводах. В комкообразных агрегатах присутствуют в основном асфальтены и высокомолекулярные соединения средних и тяжелых фракций нефти, т.е. устойчивые к биоразложению. Такие агрегаты и утолщенные пленки могут долго находиться без изменения на стенках и механизмах первичных отстойников.

В аэротенках нефтепродукты подвергаются испарению, хемоокислению, биотрансформации, биосорбции на активном иле и ферментативной деструкции. Изменения состава нефти в аэробных условиях аэротенков происходят чрезвычайно быстро. Повышенная температура и интенсивное перемешивание активного ила, а также непрерывная подача воздуха в аэротенки катализируют процесс биодеструкции нефтепродуктов. До 65-80 % поступающих нефтей сорбируется на активном иле. При высоком содержании нерастворимых и инертных к биодеградации нефтепродуктов в очищаемых сточных водах, их накопление в иле приводит к увеличению внутренней токсической нагрузки на активный ил. Накопление нефтепродуктов в возвратном иле более 10-15% от его сухой массы является предельным содержанием, после чего, как правило, происходит деградация активного ила. При превышении предела накопления нефтепродуктов в активном иле или при значительном их содержании в очищаемой воде нарушается баланс между сорбцией и биоокислением углеводородов, что приводит к потере способности ила к осаждению, в биоценозе появляются нитчатые бактерии, возрастает иловой индекс и увеличивается вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников.

Металлы. Токсичность металлов для активного ила в относительно низких концентрациях обусловлена:

- их сродством к органическим молекулам клетки, содержащим сульфгидрильные группа (SF-), которые способны вступать во взаимодействие с ионами токсичных металлов. Чем больше размер ионов металлов и выше способность к поляризации и, чем ниже степень окисленности и электроотрицательности, тем выше способность металла связыватьсульфгидрильные группа и образовывать металлотионины (белки, связанные с металлами);

- формой состояния металла в сточных водах. Металлы могут быть представлены разнообразными химическими соединениями во взвешенной, коллоидной и растворенной формах в зависимости от рН, Eh, температуры, интенсивности биосорбции активным илом и сорбции на сорбентах, которые могут присутствовать в сточных вода (глины, гидроксид железа, карбонат кальция и т.д.), а также комплексообразования с присутствующими в сточных водах органическими веществами. Токсичны в основном растворенные соединения металлов;

- типом активного ила и его адаптационными свойствами, которые определяются конструкцией сооружений и характером поступления металлов ( периодическое или регулярное, равномерное или в виде пиковых нагрузок).

Степень удаления тяжелых металлов в процессе биологической очистки на городских сооружениях зависит от их природы, начальной концентрации в неочищенных сточных водах, химических свойств, дозы ила, времени контакта сточных вод с илом и эффективности сорбции соединений металлов, в которой активно участвует биополимерный гель активного ила. Обычно эффект очистки от металлов невысок.

1.2 Обоснование технологии очистки стоков

Сточные воды на сооружения 1 очереди ЛОС поступают по самотечному ж/б коллектору (В*Н=1700*1800) первоначально в распределительную камеру. Из нее часть потока направляется на 2 очередь через камеру гашения напора, а другая часть потока, в объеме 75000 м3/сут, по трем лоткам (В*Н=1200*1500) поступает в здание механизированных решеток, в котором установлено три решетки типа МГ 11Т 1000/1600, две молотковые дробилки марки Д3-б и ленточный транспортер.

В настоящее время задержанные отбросы, из-за неработающих дробилок, разбираются вручную и ведрами выносятся в металлический контейнер объемом 2м3. Отбросы обеззараживаются хлорной известью и, по мере накопления в контейнере, вывозятся автосамосвалами в отвал.

Смывы с дробилок, протечки и бытовые стоки из здания механизированных решеток поступают в хоз-фекальную канализацию (К6) и, далее самотеком, в хоз-фекальную насосную станцию.

Механизированные решетки в зимнее время работают с ручным включением грабель по потерям напора 0,1-0,2 м, в летнее время - в автоматическом режиме по заданному времени.

После механизированных решеток сточные воды по лотку поступают в две секции горизонтальных песколовок с прямолинейным движением воды и в секцию песколовок с круговым движением воды, состоящую из двух песколовок D=6м. Секция горизонтальной песколовки имеет размеры 12*2,5*1,2м; в каждой секции имеется 3 бункера для песка. Выгрузка песка из каждого бункера производится гидроэлеватором на песковые площадки, поочередно по трубопроводу. Осветленная сточная вода с песковых площадок поступает в сборный колодец через установленные в окнах деревянные водосливы, а затем по трубопроводу поступает в насосную станцию хоз-фекальных стоков. Подача технической воды на гидроэлеваторы горизонтальных песколовок с прямолинейным и круговым движением воды производится двумя насосами К-80-50-200, установленными в помещении насосно-воздуходувной станции 1 очереди. В качестве технической воды используется очищенная сточная вода, забираемая из резервуара технической воды, установленного после вторичных отстойников.

Включение (отключение) секций песколовок осуществляется по результатам анализа сырого осадка первичных отстойников и показаний расходомера. Если зольность осадка превышает 30%, то включается дополнительная секция. Это же делается и при максимальном притоке сточных вод. При этом количество песка в сыром осадке первичных отстойников не должно быть более 7%.

Песковые площадки ( 2 карты) расположены на территории очистных сооружений вблизи гаража. По мере заполнения карт и подсушки, песок с помощью экскаватора и самосвалов вывозится в отвал. Дренажной системы песковые площадки не имеют.

После песколовок 1 очереди сточные воды самотеком по каналу поступают в приемную камеру, а из нее часть потока дюкером в распредчашу четырех первичных радиальных отстойников; другая часть - дюкером в распредчашу двух илоуплотнителей очереди ЛОС (в период максимального притока или в период вывода какого-либо сооружения на ремонт).

В канал после горизонтальной песколовки с прямолинейным движением воды по трубопроводу подается избыточный активный ил от иловой насосной станции.

Сырой осадок из первичных отстойников, через камеру выпуска сырого осадка, по трубопроводу самотеком поступает в резервуар сырого осадка иловой насосной станции (выгрузка осадка производится оператором 1 раз в смену). Из иловой насосной станции сырой осадок вместе с избыточным активным илом по трубопроводу подается на иловые карты каскадного типа. Из первичных отстойников, с помощью полупогружной доски, закрепленной на вращающейся ферме, удаляются плавающие вещества (жиры, масла и другие плавающие предметы) в бункер и далее в жиросборники, из которых они вместе с сырым осадком первичных отстойников самотеком поступают в резервуар сырого осадка иловой насосной станции.

В первичных радиальных отстойниках осадок сдвигается к приямку скребковым механизмом. Илоскребы включаются в работу за 1 час до удаления осадка и останавливаются одновременно с его окончанием. Выпуск сырого осадка производится без прекращения подачи сточных вод. Количество выпускаемого осадка из отстойников регулируется задвижками.

Осветленные сточные воды после первичных отстойников по каналу самотеком поступают в верхний канал четырех секций двухкоридорных аэротенков-вытеснителей. Из верхнего канала они сосредоточено, через окна с шандорами, поступают в начало каждого первого коридора каждой секции аэротенка. Одновременно, в каждый первый коридор аэротенков-вытеснителей, поступает возвратный активный ил, который подается туда четырьмя эрлифтами из нижнего канала и одним в начало верхнего канала аэротенков. Иловая смесь из нижнего канала аэротенков-вытеснителей самотеком поступает в четыре вторичных радиальных отстойника через две отдельно стоящие прямоугольные распредчаши по трубопроводу. Возвратный активный ил возвращается в нижний канал аэротенков-вытеснителей по трубопроводу через иловую камеру, а избыточный активный ил из иловой камеры по трубопроводу поступает вначале в колодец, а затем в иловую насосную станцию, после чего он насосами по трубопроводу перекачивается совместно с сырым осадком на иловый карты каскадного типа минуя узел сбраживания сырого осадка и избыточного активного ила (в настоящее время он исключен из работы из-за аварийного состояния).

Для обеспечения активного ила достаточным количеством кислорода (не менее 4-4,5 мг/л) и поддержания его в взвешенном состоянии в придонном слое в аэротенков, через систему воздухоотводов, вертикальных стояков и трубчатых аэраторов фирмы “Экополимер”, в аэротенки подается кислород воздуха. Воздух нагнетается турбовоздуходувками, установленными в производственном здании.

Кроме первой очереди, воздух также по трубопроводу подается в аэротенки-вытеснители второй и третьей очереди. Очищенная сточная вода по коллектору, через лоток Паршаля, поступает в камеру смещения очищенных сточных вод всех трех очередей. Далее очищенные сточные воды без обеззараживания, через камеру выпуска и рассеивающий выпуск, сбрасываются в реку Енисей.

1.3 Технологическая схема очистки стоков

1-Входной коллектор, 2- Песколовки, 3-Решётки-дробилки, 4- Первичные отстойники, 5- Аэротенки, 6-Насосные станции подкачки, 7-Распределительная чаша активного ила, 8- Иловая насосная станция, 9- Вторичные отстойники, 10- Воздуходувная и главная станция, 11-Выходной коллектор.



2. Расчет материального баланса процесса очистки сточных вод I очереди

Материальный баланс для всего процесса очистки сточных вод выглядит следующим образом:

C•V = C₁ • V₁ + C₂ • V₂ + C₃ • V₃ + C₄ • V₄, (2.1)

где С - концентрация загрязняющего вещества, мг/л;

V - объёмный расход сточной воды, м³/сут;

С • V - количество загрязняющих веществ поступающих на очистку, м³/сут;

С₁•V₁ - количество осадка удаляемого песколовками, м³/сут;

С₂•V₂ - количество осадка удаляемого первичными отстойниками, м³/сут;

С₃•V₃ - количество осадка удаляемого биологической очисткой, м³/сут;

С₄•V₄ - количество загрязняющих веществ, сбрасываемых в водоем, м³/сут.

2.1 Расчет материального баланса для песколовок

Сточные воды на сооружения I очереди ЛОС поступают на горизонтальные песколовки, с прямолинейным движением воды, с расходом 80 000 м³/сут.

По паспортным данным принимаем эффективность очистки по каждому загрязняющему веществу: ХПК - 0%, БПК - 0%, взвешенные вещества - 40%, азот аммонийный - 0%, азот нитритный - 0%, азот нитратный - 0%, фосфаты - 0%, железо - 0%, нефтепродукты - 0%, фенолы - 0%, АПАВ - 0%, НПАВ - 0%, тяжелые металлы - 0%.

Зная начальную концентрацию загрязняющих веществ, эффективность очистки по каждому веществу и формулу эффективности, находим конечную концентрацию загрязняющих веществ:

, (2.2)

Где С_н - начальная концентрация i - го компонента, мг/л;

Э_i - эффективность очистки по каждому веществу;

С_к - конечная концентрация i - го компонента, мг/л.

Конечная концентрация загрязняющих веществ определяется по формуле:

, (2.3)

где С_iн - начальная концентрация i - того загрязняющего вещества, мг/л;

С_iк - конечная концентрация i - того загрязняющего вещества, мг/л;

Э - эффективность очистки, %.

Подставляя значения концентраций из таблицы 2.1 и заданной эффективности очистки в формулу (2.2), получаем значения конечных концентраций после очистки сточной воды на песколовках:

ХПК С_к = (1 - 0/100)*152 = 152,00

БПК С_к = (1 - 0/100)*81 = 81,00

взвешенные вещества С_к = (1 - 40/100)*85 = 51,00

азот аммонийный С_к = (1 - 0/100)*4,2 = 4,20

азот нитритный С_к = (1 - 0/100)*0,054 = 0,054

азот нитратный С_к = (1 - 0/100)*0,94 = 0,94

фосфаты С_к = (1 - 0/100)*0,32 = 0,32

железо С_к = (1 - 0/100)*0,15 = 0,15

нефтепродукты С_к = (1 - 0/100)*0,3 = 0,3

фенолы С_к = (1 - 0/100)*0,0092 = 0,0092

АПАВ С_к = (1 - 0/100)*0,4 = 0,4

НПАВ С_к = (1 - 0/100)*0,55 = 0,55

тяжелые металлы С_к = (1 - 0/100)*0,005 = 0,005

Массовый расход М, т/сут для i - того компонента считается по формуле:

М_i = С_i * V_i * 10^-6, (2.4)

где С_i - концентрация i - го загрязняющего вещества, мг/л;

V_i - объёмный расход воды, м³/сут.

Массовый расход загрязняющих веществ до очистки будет равен, т/сут:

ХПК М_н = 152,00*80000*10^-6 = 12,16

БПК М_н = 81,00*80000*10^-6 = 6,48

взвешенные вещества М_н = 85*80000*10^-6 = 6,80

азот аммонийный М_н = 4,2*80000*10^-6 = 0,33

азот нитритный М_н = 0,054*80000*10^-6 = 0,004

азот нитратный М_н = 0,94*80000*10^-6 = 0,07

фосфаты М_н = 0,32*80000*10^-6 = 0,025

железо М_н = 0,15*80000*10^-6 = 0,013

нефтепродукты М_н = 0,3*80000*10^-6 = 0,024

фенолы М_н = 0,0092*80000*10^-6 = 0,00073

АПАВ М_н = 0,4*80000*10^-6 = 0,032

НПАВ М_н = 0,55*80000*10^-6 = 0,04

тяжелые металлы М_н = 0,005*80000*10^-6 = 0,0004

Всего массовый расход загрязняющих веществ, поступающих на очистку, составляет М_н = 25,98 т/сут.

В песколовках сточные воды очищаются от взвешенных веществ, поэтому массовый расход взвешенных веществ после очистки рассчитывается по формуле (2.4) и будет равен:

М_ВВК = 51 * 80000 * 10^-6 = 4,08 т/сут

Всего массовый расход загрязняющих веществ после песколовок составляет М = 25,98 - 4,08 = 21,90 т/сут.

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Результаты расчета материального баланса для песколовки

Показатели состава сточных вод	До очистки	Эффективность очистки,%	После очистки
	Концентрация загрязнений в сточных водах, мг/л	Массовый расход, т/сут		Концентрация загрязнений в сточных водах, мг/л	Массовый расход, т/сут
1	2	3	4	5	6
ХПК	152,00	12,16	0	152,00	12,16
БПК	81,00	6,48	0	81,00	6,48
1	2	3	4	5	6
Взвешен- ные вещества	85	6,80	40	51	4,08
азот аммон.	4,20	0,33	0	4,20	0,33
азот нитрит	0,054	0,004	0	0,054	0,004
азот нитрат	0,94	0,07	0	0,94	0,07
фосфаты	0,32	0,025	0	0,32	0,025
железо	0,15	0,013	0	0,15	0,013
нефтепродукты	0,30	0,024	0	0,30	0,024
фенолы	0,0092	0,00073	0	0,0092	0,00073
АПАВ	0,40	0,032	0	0,40	0,032
НПАВ	0,55	0,04	0	0,55	0,04
тяжелые металлы	0,005	0,0004	0	0,005	0,0004
Итого		25,98			21,90

Масса осадка i-го компонента М_oci , т/сут, удаляемого из сточной воды на песколовках:

М_oci = M_iн - M_iк (2.5)

Масса осадка взвешенных веществ М_ос.вв , т/сут, удаляемых из сточной воды на песколовках:

М_ос.вв = 6,80- 4,08 = 2,72 т/сут

Влажность осадка в песколовке составляет W = 65%. Следовательно, количество влаги в осадке i -го компонента V_{вод.ос. i} , м³/сут, рассчитывается по формуле:

V_{вод.ос. i} = М_oci * W (2.6)

Подставляя значения, определим количество влаги в осадке взвешенных веществ V_{вод.ос.вв} , м³/сут :

V_{вод.ос.вв} = 2,72 * 0,65 = 1,77 т/сут

Объемный расход сточной воды после песколовки V₁, м³сут, следовательно, будет равен:

V₁ = V - V_{вод.ос.вв} (2.7)

V₁ = 80000 - 1,77 = 79998,23 м³/сут

2.2 Расчет материального баланса для первичного отстойника

Сточные воды на сооружения I очереди ЛОС поступают на горизонтальные песколовки, с круговым движением воды, с расходом 79998,23 м³/сут.

Эффективность очистки по каждому загрязняющему веществу для первичного отстойника: ХПК - 0%, БПК - 0%, взвешенные вещества - 50%, азот аммонийный - 0%, азот нитритный - 0%, азот нитратный - 0%, фосфаты - 0%, железо - 0%, нефтепродукты - 0%, фенолы - 0%, АПАВ - 0%, НПАВ - 0%, тяжелые металлы - 0%.

Подставляя значения концентраций из таблицы 2.2 и заданной эффективности очистки в формулу (2.2), получаем значения конечных концентраций после очистки сточной воды на первичные отстойники:

взвешенные вещества С_к = (1 - 50/100)*51 = 25,5

Массовый расход загрязняющих веществ до очистки будет равен, т/сут:

ХПК М_н = 152,00*79998,23*10^-6 = 12,16

БПК М_н = 81,00*79998,23*10^-6 = 6,48

взвешенные вещества М_н = 51,00*79998,23*10^-6 = 4,08

азот аммонийный М_н = 4,2*79998,23*10^-6 = 0,33

азот нитритный М_н = 0,054*79998,23*10^-6 = 0,004

азот нитратный М_н = 0,94*79998,23*10^-6 = 0,07

фосфаты М_н = 0,32*79998,23*10^-6 = 0,025

железо М_н = 0,15*79998,23*10^-6 = 0,013

нефтепродукты М_н = 0,3*79998,23*10^-6 = 0,024

фенолы М_н = 0,0092*79998,23*10^-6 = 0,00073

АПАВ М_н = 0,4*79998,23*10^-6 = 0,032

НПАВ М_н = 0,55*79998,23*10^-6 = 0,04

тяжелые металлы М_н = 0,005*79998,23*10^-6 = 0,0004

Всего массовый расход загрязняющих веществ, поступающих на очистку, составляет М_н = 21,90 т/сут.

В первичных отстойниках сточные воды очищаются от взвешенных веществ, поэтому массовый расход взвешенных веществ после очистки по формуле(2.4) и будет равен:

М_ВВК = 25,5 * 79998,23 * 10^-6 = 2,04 т/сут

Всего массовый расход загрязняющих веществ после первичных отстойников составляет М = 21,90 - 2,04 = 19,86 т/сут.

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.2.



Таблица 2.2 - Результаты расчета материального баланса для первичных отстойников

Показатели состава сточных вод	До очистки	Эффективность очистки,%	После очистки
	Концентрация загрязнений в сточных водах, мг/л	Массовый расход, т/сут		Концентрация загрязнений в сточных водах, мг/л	Массовый расход, т/сут
1	2	3	4	5	6
ХПК	152,00	12,16	0	152,00	12,16
БПК	81,00	6,48	0	81,00	6,48
Взвешенные вещества	51	4,08	50	25,5	2,04
азот аммон.	4,20	0,33	0	4,20	0,33
азот нитрит	0,054	0,004	0	0,054	0,004
азот нитрат	0,94	0,07	0	0,94	0,07
фосфаты	0,32	0,025	0	0,32	0,025
железо	0,15	0,013	0	0,15	0,013
нефтепродукты	0,30	0,024	0	0,30	0,024
фенолы	0,0092	0,00073	0	0,0092	0,00073
АПАВ	0,40	0,032	0	0,40	0,32
НПАВ	0,55	0,04	0	0,55	0,04
1	2	3	4	5	6
тяжелые металлы	0,005	0,0004	0	0,005	0,0004
Итого		21,90			19,86

Масса осадка взвешенных веществ М_ос.вв , т/сут, удаляемых из сточной воды в первичных отстойниках:

М_ос.вв = 4,08-2,04 = 2,04 т/сут

Влажность осадка первичных отстойников составляет W = 80%, подставляя значения определим количество влаги в осадке взвешенных веществ V_{вод.ос.вв} , м³/сут, по формуле (2,6):

V_{вод.ос.вв} = 2,04 * 0,8 = 1,63 т/сут

Объемный расход сточной воды после первичных отстойников V₁, м³сут, следовательно, будет равен:

V₁ = 79998,23 - 1,63 = 79996,60 м³/сут

2.2 Расчет материального баланса для аэротенков

Эффективность очистки каждому загрязняющему веществу для аэротека: ХПК - 81%, БПК - 94%, взвешенные вещества - 78%, азот аммонийный - 90%, азот нитритный - 84%, азот нитратный - 80%, фосфаты - 50%, железо - 25%, нефтепродукты - 91%, фенолы - 87%, АПАВ - 80%, НПАВ - 86%, тяжелые металлы - 50%.

Подставляя значения концентраций из таблицы 2.3 и заданной эффективности очистки в формулу (2.2), получаем значения конечных концентраций после очистки сточной воды на аэротенки:

ХПК С_к = (1 - 81 /100)*152,00 = 28,88

БПК С_к = (1 - 94/100)*81,00 = 4,86

взвешенные вещества С_к = (1 - 78/100)*25,5 = 5,61

азот аммонийный С_к = (1 - 90/100)*4,2 = 0,42

азот нитритный С_к = (1 - 84/100)*0,054 = 0,0086

азот нитратный С_к = (1 - 80/100)*0,94 = 0,19

фосфаты С_к = (1 - 50/100)*0,32 = 0,16

железо С_к = (1 - 25/100)*0,15 = 0,01

нефтепродукты С_к = (1 - 91/100)*0,3 = 0,027

фенолы С_к = (1 - 87/100)*0,0092 = 0,001

АПАВ С_к = (1 - 80/100)*0,40 = 0,08

НПАВ С_к = (1 - 86/100)*0,55 = 0,07

тяжелые металлы С_к = (1 - 50/100)*0,005 = 0,0025

Массовый расход загрязняющих веществ до очистки будет равен, т/сут:

ХПК М_н = 152,00*79996,60*10^-6 = 12,16

БПК М_н = 51,00*79996,60*10^-6 = 6,48

взвешенные вещества М_н = 25,5*79996,60*10^-6 = 2,04

азот аммонийный М_н = 4,2*79996,60*10^-6 = 0,33

азот нитритный М_н = 0,054*79996,60*10^-6 = 0,004

азот нитратный М_н = 0,94*79996,60*10^-6 = 0,07

фосфаты М_н = 0,32*79996,60*10^-6 = 0,025

железо М_н = 0,15*79996,60*10^-6 = 0,013

нефтепродукты М_н = 0,3*79996,60*10^-6 = 0,024

фенолы М_н = 0,0092*79996,60*10^-6 = 0,00073

АПАВ М_н = 0,4*79996,60*10^-6 = 0,032

НПАВ М_н = 0,55*79996,60*10^-6 = 0,04

тяжелые металлы М_н = 0,005*79996,60*10^-6 = 0,0004

Всего массовый расход загрязняющих веществ, поступающих на очистку, составляет М_н = 19,86 т/сут.

В аэротенках сточные воды очищаются от органических веществ, поэтому массовый расход веществ после очистки по формуле(2.4):

М_ХПК = 28,88 * 79996,60* 10^-6 = 2,31 т/сут

М_БПК = 4,86 * 79996,60* 10^-6 = 0,38 т/сут

М_ВВ = 5,61 * 79996,60* 10^-6 = 0,45 т/сут

М_АА = 0,42 * 79996,60* 10^-6 = 0,03 т/сут

М_{АНитрит} = 0,0086 * 79996,60* 10^-6 = 0,0007 т/сут

М_{АНитрат} = 0,19 * 79996,60* 10^-6 = 0,015 т/сут

М_Фосфат = 0,16 * 79996,60* 10^-6 = 0,012 т/сут

М_Железо = 0,01 * 79996,60 * 10^-6 = 0,0008 т/сут

М_Нефтеп = 0,027 * 79996,60 * 10^-6 = 0,002 т/сут

М_Фенолы = 0,001 * 79996,60 * 10^-6 = 0,00008 т/сут

М_АПАВ = 0,08 * 79996,60 * 10^-6 = 0,006 т/сут

М_НПАВ = 0,07 * 79996,60 * 10^-6 = 0,0056 т/сут

М_{ТяжелыеМе} = 0,0025 * 79996,60 * 10^-6 = 0,0002 т/сут

Всего массовый расход загрязняющих веществ после аэротенков составляет М = 19,86 - 3,21 = 16,65 т/сут.

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.3.



Таблица 2.3 - Результаты расчета материального баланса для аэротенков

Показатели состава сточных вод	До очистки	Эффективность очистки,%	После очистки
	Концентрация загрязнений в сточных водах, мг/л	Массовый расход, т/сут		Концентрация загрязнений в сточных водах, мг/л	Массовый расход, т/сут
ХПК	152,00	12,16	81	28,88	2,31
БПК	81,00	6,48	94	4,86	0,38
Взвешен-ные вещества	25,5	2,04	78	5,61	0,45
азот аммон.	4,20	0,33	90	0,42	0,03
азот нитрит	0,054	0,004	84	0,0086	0,0007
азот нитрат	0,94	0,07	80	0,19	0,015
фосфаты	0,32	0,025	50	0,16	0,012
железо	0,15	0,013	25	0,01	0,0008
нефтепродукты	0,30	0,024	91	0,027	0,002
фенолы	0,0092	0,00073	87	0,001	0,00008
АПАВ	0,40	0,32	80	0,08	0,006
НПАВ	0,55	0,04	86	0,07	0,0056
тяжелые металлы	0,005	0,0004	50	0,0025	0,0002
Итого		19,86			16,65

Масса осадка взвешенных веществ М_ос.вв , т/сут, удаляемых из сточной воды в аэротенках: очистка вода отстойник сточный

М_ос.вв = 2,04-0,45= 1,59 т/сут

Влажность осадка первичных отстойников составляет W = 90%, подставляя значения определим количество влаги в осадке взвешенных веществ V_{вод.ос.вв} , м³/сут, по формуле (2,6):

V_{вод.ос.вв} = 1,59 * 0,9 = 1,43 т/сут

Объемный расход сточной воды после аэротенков V₁, м³сут, следовательно будет равен:

V₁ = 79996,60 - 1,43 = 79995,17 м³/сут

Результаты сводим в таблицу 2.4

Таблица 2.4 - Результаты очистки сточных вод

Показатели состава сточных вод	Начальная концентрация загрязнений в сточных водах Сн, мг/л	Механическая очистка	Биологическая очиcтка	ПДК загрязняющих веществ, мг/л
		Эффективность очистки Э,%	Концентрация загрязнений в сточной воде Ск, мг/л	Эффективность очистки Э,%	Концентрация загрязнений в сточной воде Ск, мг/л
1	2	3	4	5	6	7
ХПК	152,00	0	152,00	81	28,88	30
1	2	3	4	5	6	7
БПК	81,00	0	81,00	94	4,86	6
Взвешен-ные вещества	85	45	25,5	78	5,61	6
азот аммон.	4,20	0	4,20	90	0,42	0,5
азот нитрит	0,054	0	0,054	84	0,0086	0,02
азот нитрат	0,94	0	0,94	80	0,19	9
фосфаты	0,32	0	0,32	50	0,16	0,2
железо	0,15	0	0,15	25	0,01	0,1
нефтепродукты	0,30	0	0,30	91	0,027	0,05
фенолы	0,0092	0	0,0092	87	0,001	0,001
АПАВ	0,40	0	0,40	80	0,08	0,1
НПАВ	0,55	0	0,55	86	0,07	0,1
тяжелые металлы	0,005	0	0,005	50	0,0025	0,01

2.3 Проверка материального баланса

Материальный баланс для всего процесса очистки сточных вод по массовому расходу загрязняющих веществ рассчитываем по формуле (2.1): Подставляя рассчитанные значения получаем:

25,98 = 4,08 + 2,04 + 3,21+16,65

25,98 = 25,98

Материальный баланс для всего процесса очистки сточных вод по объёмному расходу сточных вод складывается из объёма воды, ушедшего вместе с осадком после очисти в песколовках и первичных отстойниках, и сточной воды, сбрасываемого в р.Енисей:

80000 =1,77 + 1,63 +1,43 + 79995,17

80000 = 80000

Результаты очистки сточных вод приведены в приложении В.



3. Расчет и выбор основного оборудования

3.1 Механическая очистка сточных вод

3.1.1 Расчет решеток

Исходные данные:

Суточный расход сточных вод Q = 80000 м³/сут

Максимальный секундный расход сточных вод q_max = 1,35 м³/с

Определяем необходимое количество прозоров в решетках:

(3.1)

где К_ст - коэффициент, учитывающий стеснение потока механическими граблями, равный 1;

a_b - ширина прозоров решетки, равная 0,016 м;

н_р - скорость движения воды в прозорах решетки, равная 1,0 м/с

Рассчитываем общую ширину решеток:

(3.2)

где s - толщина стержней решетки, м.

В соответствии с найденной общей шириной принимается 3 решетки марки МГ 11Т - 1 с шириной 0,9 м и количеством прозоров 39 шт.

Проверяем скорость воды в прозорах решетки:

(3.3)

где n₁ - количество прозоров в одной решетке, шт, принимаемое по табл.[1];

N - количество решеток

1) Рассчитывается величина уступа в месте установки решетки:

(3.4)

где р - коэффициент увеличения потерь напора вследствие засорения решетки, равный 3;

- коэффициент местного сопротивления решетки, равный:

(3.5)

Где в - коэффициент, зависящий от формы стержней и принимаемый, равным 2,42 (прямоугольная форма);

б- угол наклона решетки к горизонту, равный 60?С

2) Исходя из расчетной массы отбросов подбираем марку и количество дробилок: ДК - 1,0 1шт.

Вывод:

Для задержания крупных загрязнений, поступающих со сточными водами, на лотках 1000 1600 мм установлены механические решетки МГ 11Т - 3. Задержанные на решетках отбросы периодически удаляются граблями и сбрасываются в контейнеры с герметически закрывающимися крышками. Отбросы вывозят мусоровозами в специально отведенные места обработки твердых отходов. В здании решеток установлены насосы-повысители напора, подающие техническую воду к гидроэлеваторам песколовок. Принимаем здание решеток по типовому проекту 902-2-449.88 с тремя решетками МГ 11Т - 3 с размером 1000 1600 мм (3 рабочих, 1 резервная). Для дробления отбросов, извлеченных из сточных вод, применяем 1решётку-дробилку маркиДК - 1,0.

3.2 Расчет горизонтальной песколовки с прямолинейным движением воды

Назначение песколовок - освободить сточные воды от тяжелых примесей минерального происхождения с размером частиц 0,09-0,5 мм и более. Песколовки удаляют частицы гравия, песка, костей, угля, шлака, бетона и т.п.

По требованию СНиП 2.04.03-85 песколовки устанавливают обязательно, если объем очищаемых сточных вод 100 и более м³/сут.

Принцип действия песколовки гравитационный, то есть минеральные частицы, удельная масса которых больше удельной массы воды (1,6 г/см³), главным образом песок, выпадают на дно.

По направлению движения воды песколовки подразделяют на горизонтальные (с горизонтальным прямоточным и круговым движением воды), вертикальные (тангенциальные и аэрируемые).

Осевший на дно песколовки песок сдвигается самопроизвольно за счет уклона дна к приямку. Для удовлетворительного сползания песка угол наклона стенок приямка к горизонту должен быть не менее 60^о[33,37].

В зависимости от расхода сточных вод принимаем три рабочих отделения песколовки, количество песколовок берем равное четырем.

Определяем площадь живого сечения одного отделения

(3.6)

Где q_max - максимальный секундный расход сточных вод, м³/с;

н_s- скорость течения воды, равная 0,3.

-количество песколовок, =4;

-количество песколовок, =2.

Тогда по формуле (3.6) площадь живого сечения одного отделения равна:

Принимаем глубину проточной части h₁=0,8 м. Тогда по формуле ширина отделений будет равна

В = (3.7)

Принимаем ширину отделений равную 3м.

При этом наполнение в песколовке при q_max будет составлять

= (3.8)

Длину песколовки определяют по формуле

(3.9)



где K_s - коэффициент, учитывающий влияние турбулентности и других факторов на работу песколовок;

h₁ - расчетная глубина песколовки, м;

u₀ - гидравлическая крупность песка, мм/с.

При расчетном диаметре частиц песка d=0,2мм, u₀=18,7мм/с, K_s=1,7 длина песколовки по формуле (3.9) составит

Общая площадь рабочих песколовок в плане

F=n₁n₂BL, м² (3.10)

F= 420,721,81 = 122,13 м²

Принимаем 4 трехсекционные горизонтальные песколовки, длиной

L = 20 м и ширина отделений В = 3 м. Так же в резерве одна песколовка.

Выгрузка осадка из песколовки от 1 раза в 2 - 4 суток до 1 раза в сутки в зависимости от поступления и накопления песка. Периодичность отгрузки, как и периодичность работы скребков, устанавливается опытным путем. Обязательно предусматривается дополнительная выгрузка осадка из песколовок после сильных дождей или в периоды прочистки канализационных сетей. Удаление осадка из песколовок производится при помощи гидроэлеваторов в бункеры обезвоживания песка, и затем песок увозится на песковые площадки.

Песковые площадки представляют собой спланированные участки земли с высоким коэффициентом фильтрации (пески, супеси, пески с галькой и др.), огражденные валиками высотой до 2 м, куда поступает песчаная пульпа. Площадь отдельных песковых площадок определяют из условия нагрузки на низ до 3 м³ в год при периодической выгрузки подсушенного песка. Воду с площадки дренируют дренажными перфорированными керамическими, асбестоцементными или полиэтиленовыми трубами, отводят в сборный резервуар и перекачивают в подводящий канал перед песколовками. Обезвоженный песок перед дальнейшим использование сортируют на классификаторе.

3.3 Расчет первичного радиального отстойника

Первичные отстойники служат для предварительной обработки сточных вод перед направлением их далее по сооружениям очистки. В первичных отстойниках происходит выделение из сточных вод нерастворимых веществ, находящихся во взвешенном и плавающем состоянии.

Исходные данные:

Расход стоков q_w = 3333,33 м³/ч

Суточный расход сточных вод Q = 79998,23 м³/сут

Концентрация взвешенных веществ в поступающей на очистку сточной воде С_{вв н} = 85 мг/л

Концентрация взвешенных веществ в очищенной сточной воде на выходе из первичного отстойника С_{вв к} = 51 мг/л

Глубина проточной части в отстойнике H_set = 3,1 м

Коэффициент использования объема проточной части отстойника

K_set = 0,45

Продолжительность отстаивания t_set= 1900 с

Показатель степени, для городских сточных вод n₂ = 0,25

Определяется значение гидравлической крупности:

(3.11)



Принимаем количество отделений отстойника n = 4, определяем диаметр отстойника: