I I вариант:

Для лучшего эффекта очистки сточных вод от крупных загрязнений используют решотки с шириной прозоров от 2 до 5 мм. Пересчитаем решетки с шириной прозоров b = 0,005м.

Принимаем 2 рабочих и одну резервную решетку. Глубину воды перед решёткой h₁ = 1,0 м, среднюю скорость воды в прозорах между стержнями

v_р = 1 м/с и ширину прозоров b = 0,005м.

Общее количество прозоров решётки определяем по формуле:

n = k_з  q_max /(b  h₁  v_р),

где k_з - коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями и равный 1,05.

n = 1,05  0,59 / ( 0,005  1,0  1,0 ) = 123,9≈124 шт

Принимаем толщину стержней решётки по данным их типовых характеристик S = 0,003 м.

Ширину решёток находим по зависимости:

В_р = S  (n - 1) + b  n = 0,003  (124- 1) + 0,005 124 = 0,99 м

Технические характеристики ступенчатых решеток рс фирмы «риотэк»

В соответствии с выполненными расчётами подбираем 2 рабочих и одну резервную типовую фирмы «Риотек» РС-860L с шириной канала от 1060 мм до 1100мм с шагом 50мм и глубиной канала 1,5 м, углом наклона к горизонту 60ᵒ. Ширина прозоров 5мм, толщина фильтрующих пластин

3 Мм, ширина фильтрующей части 847 мм.

Проверяем скорость воды в прозорах решётки:

v_р = q_max  k_з /N  b  h₁ = 0,59  1,05/  0,005  1,0 124= 0,99 м/с

Скорость движения сточных вод в прозорах решёток при максимальном притоке следует принимать в прозорах механизированных решеток 0,8-1 м/с, в прозорах решеток-дробилок – 1,2 м/с [2, п.5.14].

Скорость воды в прозорах решётки v_р = 0,99 м/с не превышает норм.

Определим потери напора в решетках, т.е. подпор, создаваемый решеткой :

h_р =  * V² * р/ 2g,

где  - коэффициент местного сопротивления стержней решетки:

, где

 - коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения стержня, для стержней с прямоугольным поперечным сечением  = 2,42.

V – средняя скорость в канале перед решеткой, равная 0,99 м/с.

Р – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки, принимаем р=3

h_р= 1,06 * 0,99² * 3 / 2 * 9,81 = 0,16 м

Определим количество загрязнений, улавливаемых решётками. Количество отбросов, снимаемых с решёток, имеющих ширину прозоров b = 0,005 м, по [«Водоотведение и очистка сточных вод» Ю.В.Воронов,2009] составляет 56 л/год на 1 человека.

Норма водоотведения n = 200 л/челсут, определим приведённое число жителей:

N_пр = Q_{ср. сут} / n = 33000  1000 /200 = 165000 чел

Объём улавливаемых отбросов составит:

V_сут = 56  N_пр / (1000  365) =56*165000/(1000*365)= 25,3 м³/сут

При их плотности  = 750 кг/м³ масса загрязнений составляет:

М = 25,3 0,75 = 19 т/ сут.

П одбираем пресс транспортер гидравлический фирмы «Риотек» ПТГ-300

П есколовки. Расчёт горизонтальных песколовок.

Для улавливания из сточных вод песка и других минеральных нерастворенных соединений с крупностью частиц 0,2 – 0,25 мм применяют песколовки. К расчету принимаем горизонтальную песколовку с прямолинейным движением воды. Число отделений не менее двух, причем все рабочие.

Принимаем два отделения песколовки.

Площадь живого сечения каждого отделения определяется по формуле:

= q_max / ( v  n ),

где v - скорость движения воды в песколовке, равная 0,15-0,3 м/с [2, табл. 28]. Принимаем v = 0,3 м/с.

n - количество отделений, 2 шт.

Подставляем данные получим:

 = 0,59 / ( 0,3 2 ) = 0,98 м²

Расчетная глубина песколовки согласно [2, табл. 28] равна 0,5÷2 м. Принимаем по основным типоразмерам горизонтальных песколовок Hs = 0,6 м.

Ширина одного отделения:

В = / h₁ = 0,98 / 0,6= 1,63 м

Принимаем по основным типоразмерам горизонтальных песколовок В =1,5 м.

Тогда наполнение в песколовке при максимальном расходе будет равен:

h₁ =  / В = 0,98 / 1,5= 0,65 м

При расчётном диаметре частиц песка d = 0,2 мм, и₀ = 18,7 мм/с и k = 1,7 согласно [2, табл. 27].

Длину песколовки найдём по формуле :

L =1000· k  h₁  V/и₀ =1000·1,7  0,65  0,3/18,7= 14,81м

Таким образом, принимаем горизонтальную песколовку с двумя отделениями, имеющую размеры: В = 1,5 м ; L = 15м.

Проверим скорость движения воды:

Скорость движения воды в песколовке должна равняться 0,15-0,3 м/с [2, табл. 28], что верно.

Предусматриваем выгрузку песка один раз в сутки. Считаем (по эксплуатационным данным) для горизонтальной и аэрируемой песколовок в бункер поступает 30%, а остальная часть располагается по днищу песколовки.

Высота песка в каждом отделении песколовки будет равна:

ho=Vос·0,7/n·l·B

Vос- объем осадка, м³/сут

n- число отделений песколовки

l- длина песколовки

B- ширина песколовки

Осадок из песколовки удаляется с помощью гидромеханической системы. В начале песколовки ниже уровня днища предусматривается устройство бункера диаметром Dб=2м. Длина пескового лотка и смывного трубопровода будет:

l= L- Dб=15-2=13м.

При норме водоотведения 200 л/чел·сут приведенное число жителей составит

Nпр= 33000*1000/200=165000 чел.

Тогда объем осадка в сутки составит:

Vос= Nпр*0,02/1000=165000*0,02/1000=3.3 м³/сут.

Высота песка в каждом отделении песколовки будет равна:

ho=3,3*0,7/(2*13*1,5)=0,059 м

Высота зоны накопления осадка (при е = 0,1) должна быть не менее:

h_л = К_Г  h₀  (е + 1) = 1,5  0,059  (0,1 + 1) = 0,1 м

где К_Г - коэффициент запаса равный 1,5.

По конструктивным соображениям принимаем h_л=0,1 м, а гидромеханическую систему - состоящей из двух смывных трубопроводов в каждом отделении. Максимальная высота слоя осадка h_max = 0.2 м.

Д ля расчета необходимой восходящей скорости в лотке принимаем: эквивалентный диаметр зерен песка d_экв = 0,05 см; температуру сточной воды 28 ⁰С, при которой динамическая вязкость = 0,0084 г/(смс).

Восходящую скорость промывной воды находим по формуле:

v = 10  d_экв^1,31 (0,7е + 0,17)/^0,54 = 10  0,05^1,31  (0,7  0,1 + 0,17)/0,0084^0,54 =

= 0,63 см/с

Общий расход промывной воды, подаваемой по одному смывному трубопроводу, вычисляем по формуле:

ql = v  b  l= 0,0063 · 2 · 13/ 2 = 0,082 м³/с

где b - ширина пескового лотка;

l - длина пескового лотка.

При скорости v_тр = 3,3 м/с диаметр смывного трубопровода:

d_тр = = = 0,18 м

Принимаем диаметр смывного трубопровода d_тр = 200 мм.

Скорость движения воды в начале его будет:

v_тр = 4  ql/(d_тр²) = 4  0,082 / (3,14  0,2²) = 2,61 м/с

Требуемый напор в начале смывного трубопровода определяем по формуле:

H₀ = 5,6  h₀ + 5,4  v_тр² /2g = 5,6  0,059 + 5,4  2,61² / (2  9,81) = 2,2 м

При расстоянии между спрысками Z = 0,5 м и число их на каждом смывном трубопроводе составит:

n = 2  l / Z = 2  13/ 0,5 = 52

Диаметр отверстия спрысков определяем по формуле:

n - число спрысков на смывном трубопроводе;

_р - коэффициент расхода спрысков, ориентировочно равный 0,82.

Подставив данные получим:

d_спр= = 0,019 м

Выполним расчет водослива, обеспечивающего поддержание в песколовке постоянной скорости v=0,3м/с при изменении расхода. Предусматриваем по одному водосливу на каждую группу песколовок, состоящую из двух отделений. По [2]найдем kgen.min.. Он будет равен 0,63.

М инимальный расход на песколовке будет:

qmin= kgen.min· q_ср=0,63·0,382=0,241 м³/с

Тогда минимальное наполнение

hmin= qmin/(n·B·v)=0,241/(2·3·0,3)=0,14м

Отношение максимального расхода к минимальному на группу из 2 песколовок:

Kq= qmax/ qmin=0,59/0,241=2,4

Высота порогового водослива:

Ширину порога определяют по формуле:

Где m- коэффициент расхода водослива, зависящий от условий бокового сжатия. Принимается равным 0,35-0,38.

Выгружаемый из песколовок осадок, содержащий значительное количество органики, является опасным с санитарной точки зрения и требует специальной обработки, пройдя которую он может быть использован в строительстве (например, в качестве мелкого заполнителя для бетона). После удаления осадка из песколовки он подвергается промывке в пескопромывателе, куда подается вода и воздух. После промывки вода отводится в песколовку, а промытый осадок подается на барабанный сепаратор, где происходит разделение песка и органических фракций. Далее песок направляется на ленточный вакуум-фильтр, где обезвоживается и дезинфицируется в пропарочной камере.