m0943

628 Г524

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Д.В. Глазков

ВОДООТВЕДЕНИЕ: ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ СООРУЖЕНИЙ

МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

Методические указания по проведению практических занятий

Новосибирск

2014

1

УДК 628.33 Г524

Глазков Д.В. Водоотведение: примеры расчетов сооруже-

ний механической очистки: Метод. указ. по проведению практических занятий. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2014. – 32 с.

В работе приведены примеры расчета сооружений механической очистк хозяйственно-бытовых сточных вод на основе современных проектных решений . Приводятся расчеты решеток, песколовок и первичных отстойников, а также вспомогательного оборудования, обеспечивающего бесперебойную работу основных сооружений. Все расчеты выполнены в соответствии с действующим нормативными документами.

Предназначены для студентов, обучающихся по профилю «Водоснабжение и водоотведение» направления 270800 «Строительство».

Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры «Гидравлика, водоснабжение, водные ресурсы и экология».

О т в е т с т в е н н ы й р е д а к т о р д-р техн. наук, проф. А.А. Рязанцев

Р е ц е н з е н т

заместитель генерального директора по управлению проектами, руководитель проектов строительства и реконструкции

водоподготовительных установок ЗАО «Роса» О.А. Дойнеко

© Сибирский государственный университет путей сообщения, 2014 © Глазков Д.В., 2014

2

Введение

Механическая очистка хозяйственно-бытовых сточных вод, как правило, является предварительным этапом и служит для выделения нерастворенных примесей минерального или органического происхождения. Такая очистка может производиться путем процеживания, отстаивания или фильтрования. Процеживание и отстаивание осуществляется перед подачей сточных вод на соору - жения биологической очистки, а фильтрование применяется для доочистки сточных вод, прошедших ее. Процеживание осуществляется на решетках различных конструкций и служит для задержа - ния крупных отбросов, отстаивание – в песколовках и отстойниках, обеспечивающих выделение из сточной жидкости нерастворенных веществ под действием силы тяжести.

В данной работе приводятся численные примеры расчета решеток, песколовок и первичных отстойников, а также вспомогательного оборудования, обеспечивающего их работу. Расчет сооружений выполнен по рекомендациям , приведенным в работе [1], откорректированным с учетом требований свода правил [2].

сооружений биологической очистки и сооружений стабилизацион-

3

ной обработки осадков. Поэтому в настоящее время обычные решетки заменяются конструктивно новыми (ступенчатыми, крючковыми и др.), имеющими прозор от 3 до 10 мм. Сегодня в России обычные решетки чаще всего заменяются на ступенчатые (рис. 1).

Пример расчета ступенчатой решетки

Требуется рассчитать узел механической очистки сточных вод на ступенчатых решетках, если максимальный часовой расход сточных вод, поступающих на очистку, составляет qmax h = 1 600 м3/ч, эквивалентное число жителей по взвешенным веществам составляет

Nпрвв = 90 000 чел.

Расчет:

1. По каталогам оборудования* принимаем технические характеристики решетки: ширина прозоров решетки b = 5 мм, толщина фильтрующих пластин решетки s = 3 мм, глубина потока перед решеткой при максимальном секундном притоке сточных вод hmax = 1,2 м.

2. Рассчитываем число прозоров решетки n:

где К – коэффициент, учитывающий стеснение потока механическими граблями (К = 1,05); υp – скорость движения сточных вод в прозорах при максимальном секундном притоке(в соответствии с п. 11.1 [4] υ = 0,8 м/с).

n = 1 000×1 600×1,05 = 117 . 3 600×5×1, 2 ×0,8

3. Определяем общую ширину решетки В, м:

* Каталог продукции / Компания «Экотон». URL: http://www.ekoton.com/down- load/katalog_rus_2013.pdf (дата обращения: 18.09.2013); Решетки ступенчатые / Компания «Риотэк». URL: http://www.riotek.spb.ru/catalog/reshetki_stupenchatie (дата обращения: 18.09.2013).

4

B = 3(117 −1) + 5×117 ≈ 0,9 м. 1 000

4. По каталогам подобрана решетка, технические характеристики которой наиболее точно соответствуют полученным данным. Это решетка компании «Экотон» марки РСК-0912 со следующими характеристиками:

−ширина канала в месте установки решетки 900…1 100 мм,

−глубина канала 1 000…1 500 мм,

−ширина фильтрующей части решетки B = 864 мм,

−длина решетки L = 2 601 мм,

−радиус поворота решетки R = 2 665 мм,

−угол наклона решетки к горизонту α = 48…55°,

−масса решетки m = 1 685 кг,

−мощность привода N = 1,5 кВт.

Конструктивная схема решетки приведена на рис. 2.

Рис. 2. Схема ступенчатой решетки РСК-0912

5. Выполняем проверку фактической скорости в прозорах решетки υфp , м/с, для исключения продавливания задержанных отбросов:

где np – фактическое число прозоров в принятой решетке:

5

Данная скорость удовлетворяет требованиям, следовательно, решетка подобрана верно.

Для обеспечения бесперебойной работы узла процеживания с учетом требований Свода правил [2] к установке приняты две решетки (рабочая и резервная) указанной выше марки.

6. Определяем потери напора в решетке hр, м, по формуле

где Кр – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки (Кр = 3); ε – коэффициент местного сопротивления, который равен

здесь α – угол наклона решетки к горизонту (α = 50°).

7.В соответствии с паспортными данными принимаем длину камеры решетки lкр = 2,8 м.

8.Количество отбросов, задержанных на решетке Wотб, м3/сут, определено следующим образом:

6

где аотб – количество отбросов, снимаемых с решеток, для принятой ширины прозоров на одного человека(согласно п. 9.2.1.2 [2], составляет 25 л/год).

25 ×90 000 3

Wотб = × = 6, 2 м /сут. 365 1 000

Задержанные на решетках отбросы поступают в отжимной винтовой пресс ПВОЭ 2011, который осуществляет их отмывку от органики, отжим и транспортировку в накопительный бункер. Периодически (один раз в трое суток) отбросы из бункера вывозятся на полигон ТБО . Для предотвращения загнивания отбросов в нако - пительной емкости их пересыпают хлорной известью.

2. Расчет песколовок

Песколовки в технологических схемах очистки сточных вод применяются для задержания песка и других нерастворенных минеральных частиц размером 0,15…0,25 мм и гидравлической круп - ностью 13,2…24,2 мм/с. По направлению движения жидкости в со - оружении песколовки подразделяются на горизонтальные(с прямолинейным или круговым движением), аэрируемые, тангенциальные и вертикальные. Выбор типа песколовки зависит от производительности очистных сооружений, схемы очистки, местных условий и ряда других факторов. Задержанный в песколовках осадок при помощи эрлифта или гидроэлеватора выгружается из сооружения и подается на обезвоживание на песковые площадки или

впесковые бункеры.

2.1.Пример расчета горизонтальной песколовки

спрямолинейным движением

Требуется рассчитать горизонтальные песколовки с прямолинейным движением жидкости для канализационных очистных сооружений производительностью Qсут = 30 000 м3/сут и приведенным числом жителей населенного пункта Nпрвв = 105 000 чел.

7

Расчет:

1. Определяем максимальный секундный расход сточных вод

qmax s, м3/с:

где qmid s – средний секундный расход сточных вод, л/с, находится по формуле

По табл. 1 [2] для среднего секундного расхода qmid s = 347 л/с принимаем общий максимальный коэффициент неравномерности Kgen max = 1,54. Тогда максимальный секундный расход составит

где Ns – количество отделений песколовки (согласно п. 9.2.2.1 [2] и прил. Г [1] Ns = 3); υs – скорость движения сточных вод в сооружении при максимальном притоке (по п. 11.2.2 [4] υs = 0,3 м/с).

8

где Ks – коэффициент (принят по п. 11.2.2 [4] Ks = 1,7); u0 – гидравлическая крупность песка (согласно п. 11.2.2 [4] для минимального диаметра частиц песка, задерживаемых в песколовке такого типа

(0,2 мм), u0 = 18,7 мм/с).

Ls = 1 000 ×1,7 × 0,5 ×0,3 = 13, 6 м. 18, 7

Данная длина превышает размеры типовой песколовки, однако, принимая во внимание то, что при стандартной длине 9 м в сооружении будут задерживаться только частицы песка диаметром 0,25 мм и более, а частицы меньшего размера будут выноситься и осаждаться в отстойниках , затрудняя и осложняя дальней - ший процесс обработки сырого осадка, к установке принята песколовка длиной 15 м. Данная длина соответствует строительному модулю и обеспечит задержание частиц песка диаметром от 0,2 мм.

6. Время протекания сточной жидкости в сооруженииts, с, при такой длине составит

что в полной мере удовлетворяет требованиям п. 11.2.2 [4].

7. Рассчитываем водослив, устанавливаемый в отводящем ка - нале после песколовки и обеспечивающий постоянную скорость 0,3 м/с при изменении расхода. Ширина водослива b, м, определяется по формуле

9

где m – коэффициент расхода водослива, зависящий от условий бокового сжатия (m = 0,36); Р – перепад между дном песколовки и порогом водослива, м:

здесь kq – коэффициент, равный отношению максимального секундного расхода к минимальному( kq = qmax s / qmin s ); hmin – глубина воды в песколовке при минимальном притоке и скорости дви - жения жидкости, соответствующей максимальному притоку, м:

где qs – удельное количество задерживаемого песка в песколовке,

согласно п. 11.2.2 [4] qs = 0,02 л/(сут·чел.).

Ws = 0,02 ×105 000 = 2,1 м3/сут. 1 000

10