4.4 Расчет первичных отстойников

Отстойники служат для выделения грубодисперсных примесей, в основ­ном органического происхождения, которые под воздействием гравитационных сил оседают на дно или всплывают.

Эффект осветления в первичном отстойнике

Э_ф= %

где С_ех – количество взвешенных веществ, задерживаемых в первичном отстойнике, первоначально принимается 150 мг/л.

Э_ф= %=53%

На основании п. 6.57 [1] и производительности очистной станции (15885,5 м3/сут) принимаем радиальные первичные отстойники. Согласно п. 6.59 [1], расчет первичных отстойников надлежит производить по кинетике выпадения взвешенных веществ с учетом необходимого эффекта осветления.

Методом подбора, в соответствии со стоимостью принят диаметр отстойника 18 м, радиальный отстойник.

Расчетные значения гидравлической крупности U₀, мм/с, определен по формуле

U₀= , мм/

где Н _set- глубина проточной части в отстойнике, м. Н _set=3,4 м;

К _set- коэффициент использования проточной части отстойника, К _set⁼ 0,45 (табл. 31 [1])

t_set - продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданном эффекту очистки Эф и полученная в лабораторном цилиндре в слое h ₁ = 0,5 м. t_set= 721 (c. 102[Срав.пр]);

n₂- показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения, n₂ = 0,2 (черт. 2 [1]).

U₀= мм/с.

В соответствии с п. 6.62 [1] производительность одного отстойника q_set м3/ч, определена по формуле (33 [1])

q_set=2,8*K_set*(D²-d_en²)(U₀-n_tb), м³/час

где D_set - диаметр отстойника, м, D_set= 18 м.

d_en- диаметр впускного устройства определен по формуле:

q_set=2,8*0.45*(18²-0.35²)(1.69-0.05)=669.26, м³/час

Количество первичных радиальных отстойников определяется по формуле:

n= шт.

Q_max^час- максимальный часовой расход очистной станции , м³/час.

Определена фактическая пропускная способность одного отстойника:

q^ф_set= м³/час.

Уточняем гидравлической крупности U₀, мм/с задерживаемых частиц взвеси:

U^ф₀=

U^ф₀=

Фактическое время отстаивания определено по формуле:

t^ф_set= с.

t^ф_set= с.

По t^ф_set табл.12,1 [1] уточнен эффект отстаивания (Э_ф) концентрация взвеси на выходе:

Фактический эффект очистки составляет 59%. Таким образом определяется действительное значение количества взвешенных веществ задерживаемых в первичном отстойнике.

С_ех= %

С_ех=

Определено количество осадка при фактическом эффекте

_mud= м³/сут

где q_w- расход сточных вод, м³/сут.

Р_mud- влажность осадка, %

_mud- плотность осадка, г/см³

м³/сут.

Принят первичный радиальный отстойник d=18 м, в количестве 2 шт.

4.5 Расчет аэротенка.

Аэротенки-вытеснители с регенераторами применяются для биологической очистки городских и производственных сточных вод. Принимаем коридорный аэротенк с разделением коридоров на зоны с легкими перегородками.

В очищенных сточных водах должно содержаться взвешенных веществ и органических веществ по БПК на уровне 15 мг/л, азота аммонийного 0,5 мг/л, азота нитратов 9 мг/л. системы.

При биологической очистке БПК снижается с 404,24 до 15 мг/л.

В начале по формуле (52) [1] определена степень рециркуляции активного ила R_i , причем в первом приближении принята величина J_i=100см³/г. Доза ила в аэротенке определяется оптимизационным путем с учетом работы вторичных отстойников, ориентировочно а_i=3г/л

Величина БПК_полн воды, поступающей в начало аэротенка вытеснителя L_mix определена по формуле (51) [1],с учетом разбавления циркуляционным илом:

где L_en – величина БПК_полн исходной воды L_en=404,24мг/л;

L_ex - величина БПК_полн очищенных вод L_ex =15мг/л;

Период пребывания сточных вод в аэротенке рассчитан по формуле

где T_w –среднегодовая температура сточных вод по городу.

Доза ила в регенераторе определена зависимостью (52) [1]. В первом приближении:

Удельная скорость окисления r рассчитана по формуле (49) [1].где величины коэффициентов и констант определены по табл.40[1]. Для городских сточных водr_max=85мг БПКполн/(г*ч); К_l=33мг/л; К_О=0,625мг/л; f=0,07л/г; s=0,3.

Концентрация кислорода и доза ила определяются оптимизационным расчетом. Для регенераторов принято в данном случае С_О=2мг/л, а_r=6.49г\л,

Продолжительность окисления загрязнений рассчитывается по формуле (54) [1].

Продолжительность регенерации ила по формуле (57) [1]

Продолжительность пребывания в системе аэротенк-регенератор рассчитывается по формуле

Объем аэротенка определен по формуле (58) [1]

, м³

, м³

Объем регенератора - по формуле (59) [1]

, м³

, м³

- расчетный расход , =1039,94м₃/ч;

Для уточнения илового индекса определена средняя доза ила в системе аэротенк-регенератор по формуле

;

По формуле (53) [1] определена нагрузка на ил q_i ,где доза ила принята равной величине ,а период аэрации равен продолжительности пребывания в системе аэротенк-регенератор t:

По табл.41 [1] для ила городских сточных вод при q_i=366.72 мг/(г*сут), J_i=76.67cм³/г. Эта величина отличается от принятой ранее J_i=100 cм³/г.

По формуле (52) [1]с учетом скорректированной величины J_i=76,67 cм³/г уточняется степень рециркуляции

.

Принимаем R_i=0,3. Эта величина существенно отличается от рассчитанной в первом приближении, по этому нуждается в уточнении величины и t_at. По формуле (51) [1]

По формуле (56) [1]

По формуле (55) [1]

По формуле (49) [1]

По формуле (54) [1]

По формуле (57) [1]

Продолжительность пребывания в системе аэротенк-регенератор рассчитывается по формуле

Объем аэротенка определен по формуле (58) [1]

, м³

, м³

Объем регенератора - по формуле (59) [1]

, м³

, м³

Далее уточнена величина по формуле (37)

;

С учетом которой нагрузка на ил будет равна

По табл.41 [1] для ила городских сточных вод при q_i=347.18 мг/(г*сут), J_i=74.72cм³/г, что несущественно отличается от ранее определенного значения этой величины и дальнейшей корректировки расчетов не требуется.

Количество коридоров для аэротенков-вытеснителей зависит от соотношения

принимаем 3-х коридорный аэротенк.

количество секции аэротенка определяется по формуле:

n= м³

W_p- рабочий объем аэротенков, при числе секций 3 шт. равен 2140 м³.

n- количество секций аэротенка.

На основании полученных данных принимается аэротенк . ТП №902-2-192. Аэротенк 3-х коридорный, с глубиной 4,4 м. и шириной 4,5 м, с рабочим объемом одной секции равном 2140м³ .Длина аэротенка определяется по формуле:

L= м

Выбор системы аэрации.

Система аэрации - это комплекс устройств и оборудования обеспечивающих подачу и распределение воздуха в аэротенке, поддержания активного ила во взвешенном состоянии и создание необходимых гидродинамических условий работы аэротенка.

1.Удельный расход воздуха определяется по формуле:

где -q_О удельный расход кислорода воздуха, мг/мгБПК_полн ,п,6.157[1], принят q_О =1.1.

L_en и L_ex- концентрации загрязнений до и после очистки, мг/л.

k₁-коэффициент, учитывающий тип аэратора, принимаемый по

табл.42 [ 1 ].

k₂- коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора, по

табл. 43[1].

k₃ –коэффициент качества воды, принимается для городских сточных вод 0,85.

k_Т- коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, определяется по формуле:

,

где Т_w – среднемесячная температура воды в летний период,^оС;

К_Т=1+0,02^.(23-20)=1,06

C_a- растворимость кислорода воздуха в воде ,мг/ л, определяется по формуле:

где h_a- глубина погружения аэратора, принимаемая 5м.

С_Т- растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления.

мг/л

С₀ – средняя концентрация кислорода ,мг/л, принимаемая 2.

м³/м³

2.Определяем общий часовой расход воздуха

где -среднечасовой расход сточных вод в максимальный приток, .