Очистные сооружения города
.pdf
81
Расход воздуха на аэрацию одного отделения песколовки, м3/ч,
qв = abL = 3 0,75 23 = 51,75;
при чем, a – интенсивность аэрации, а = 3 м3/(м2·ч). Расход воздуха на аэрацию одной песколовки, м3/ч,
Qв = noqв =8 51,75 = 414.
Общий расход воздуха на аэрацию, м3/ч,
Qв' = nQв = 4 414 =1656.
Длина аэратора, м,
La = L = 23.
Диаметр аэратора, м,
da = |
4qв |
= |
4 51,75 |
= 0,06; |
|
3600πva |
3600 3,14 5 |
|
|
где, vа – скорость движения воздуха в аэраторе, vа = 5 м/с.
Диаметр воздуховода, подающего воздух в одно отделение песколовки, м,
dв = |
4qв |
= |
4 51,75 |
= 0,06; |
|
3600πvв |
3600 3,14 5 |
|
|
здесь, vв – скорость движения воздуха в воздуховоде, vв = 5 м/с. Диаметр воздуховода, подающего воздух в песколовку, м,
D |
= |
4Qв |
= |
4 414 = 0,17. |
||
в |
|
3600πvв |
|
3600 3,14 5 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Принимаем Dв |
= 0,2 м. |
|
|
|
|
|
Диаметр общего воздуховода, м, |
|
|||
D' |
= |
4Q' |
= |
4 1656 |
= 0,34. |
|
в |
|
|
||||
в |
|
3600πvв |
|
3600 3,14 5 |
|
|
|
|
|
|
|||
Принимаем D'в = 0,35 м.
Высота расположения аэратора над дном песколовки, м,
ha = 0,3Hs = 0,3 0,6 = 0,18.
Принимаем hа = 0,2 м.
82
А |
32,2 |
|
4,6 23 4,6
0,4 |
0,4 |
ø0,7 |
23 |
31,56 |
А
|
|
А - А |
|
|
|
0,75 |
|
|
0,3 |
|
0,55 |
|
0,2А |
|
|
|
|
|
|
1 |
0,6 |
|
|
1,3 |
0,05 |
0,2 |
ø0,06 |
|
|
600 |
0,26 |
|
|
|
|
|
600 |
ø0,03 |
0,3 |
|
|
ø0,3 |
|
|
|
ø0,35 |
|
Рис. 2пр. Схема отделения аэрируемой песколовки
83
Расчет радиальных отстойников
Диаметр центральной трубы, м, |
|
|||
dц.тр. = |
4q |
= |
4 7249,17 |
=1,92; |
|
3600πnvц.тр. |
|
3600 3,14 7 0,1 |
|
где: q – расход сточных вод, м3/ч. Так как отстойники предусматривается установить после усреднителей сточных вод, то следует принимать максимальный усредненный расход сточных вод за принятый период усреднения (табл. 4пр), следовательно, q = 7249,17 м3/ч;
n – число рабочих отстойников, n = 7;
vц.тр. – скорость движения сточных вод в центральной трубе, vц.тр. = 0,1 м/с. Принимаем dц.тр. = 1,95 м.
Диаметр и высота раструба центральной трубы, м,
d p = hp =1,35dц.тр. =1,35 1,95 = 2,63.
Принимаем dр = hр =2,65 м.
Диаметр полупогружного кожуха, м,
dк = |
4q |
+ d 2p = |
4 7249,17 |
+ 2,652 = 4,39; |
|
3,6πvкn |
|
3,6 3,14 30 7 |
|
здесь, vк – скорость движения сточных вод в приемной камере, vк = 30 мм/с. Принимаем dк = 4,4 м.
Гидравлическая крупность взвешенных веществ, мм/с,
U |
0 |
= |
|
1000kh1 |
−ω = |
1000 0,45 5 |
|
−0,05 = 0,4; |
||||
|
|
|
|
|
0,25 |
|||||||
|
|
|
kh |
n2 |
0,45 5 |
|
||||||
|
|
|
αt |
1 |
|
|
0,94 3640 |
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
0,5 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
при чем: k – коэффициент использования объема отстойника, k = 0,45; h1 – глубина рабочей части отстойника, h1 = 5 м;
α– коэффициент, учитывающий влияние температуры сточной воды на
еевязкость, α = 0,94 (табл. 6 в [4]);
t – продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту осветления сточных вод в лабораторных условиях в слое воды h = 0,5 м, t = 3640 с (табл. 7 в [4]);
84
n2 – показатель степени, зависящий от агломерации взвешенных веществ в процессе их осаждения, n2 = 0,25;
ω – вертикальная составляющая скорости движения сточных вод в отстойнике, ω = 0,05 мм/с (табл. 10 в [4]).
Диаметр рабочей части отстойника, м,
D = |
4q |
+ dк2 = |
4 7249,17 |
+ 4,42 = 45,34. |
|
11,3knU0 |
11,3 0,45 7 0,4 |
|
|
Принимаем D = 45,5 м.
Глубина погружения полупогружного кожуха, м,
hк = 0,9h1 = 0,9 5 = 4,5.
Диаметр отражательного щита, м,
dщ =1,3d р =1,3 2,65 = 3,45.
Принимаем dщ = 3,45 м.
Высота зазора между отражательным щитом и верхней кромкой раструба центральной трубы, м,
hзаз = |
q |
= |
7249,17 |
=1,73; |
3,6πnd pvзаз |
3,6 3,14 7 2,65 20 |
где, vзаз – скорость движения воды в зазоре, vзаз = 20 мм/с. Количество улавливаемого осадка в сутки, т,
Moc = СЭК Q = 181,34 0,68 1,2 173980 = 25,74; 106 106
здесь: С – исходная (на входе в отстойник) концентрация взвешенных веществ,
С= 181,34 мг/л (табл. 7пр);
Э– заданный эффект осветления сточных вод, Э = 68% = 0,68 (табл. 7пр); К – коэффициент запаса, К = 1,2;
Q – суммарный суточный расход сточных вод, Q = 173980 м3/сут. Суточный объем осадка, м3,
V = |
100Moc |
|
= |
100 |
25,74 |
|
= 514,8; |
|
(100 −W |
)ρ |
(100 |
−95) 1 |
|||||
oc |
|
|
||||||
|
oc |
|
|
|
|
|
|
|
при чем, Wос – влажность осадка, Wос = 95 %; ρ – плотность осадка, ρ = 1 т/м3.
Объем осадка, накапливаемого в одном отстойнике за сутки, м3,
85
Voc1 =Vnoc = 5147 ,8 = 73,54.
Расход осадка при его удалении из одного отстойника, м3/ч,
q |
= |
Voc1 |
= |
73,54 |
= 36,77; |
|
|
||||
oc1 |
|
noctoc |
|
2 1 |
|
|
|
|
|||
где: nос – кратность выгрузок осадка из отстойника в сутки, nос = 2; tос – продолжительность выгрузки осадка, tос = 1 ч.
Диаметр трубопровода для удаления осадка из отстойника, м,
doc = |
4qoc1 |
= |
4 36,77 |
= 0,36; |
|
3600πvoc |
3600 3,14 0,1 |
|
|
здесь, vос – скорость движения осадка в трубопроводе, vос = 0,1 м/с. Принимаем dос = 0,4 м.
Диаметр впускного трубопровода, м,
dтр = |
4q |
= |
4 7249,17 |
= 0,61; |
|
3600πnvтр |
|
3600 3,14 7 1 |
|
при чем, vтр – скорость движения сточных вод в трубопроводе, vтр = 1 м/с. Принимаем dтр = 0,65 м.
Диаметр нижнего основания приямка, м,
dп' = kп(dтр + 2doc )=1,1 (0,65 + 2 0,4)=1,6;
где, kп – коэффициент запаса, kп = 1,1. Принимаем d'п = 1,6 м.
Диаметр верхнего основания приямка, м,
dп = dп' + |
2hп |
=1,6 + |
2 1 |
= 3,28; |
|
tg500 |
|||
|
tgβ |
|
||
здесь: hп – глубина приямка, hп = 1 м;
β – угол наклона стенок приямка, β = 500. Принимаем dп = 3,3 м.
Глубина осадочной части отстойника, м,
h2 = D −2dп i = 45,52−3,3 0,01 = 0,21;
при чем, i – уклон днища отстойника в сторону приямка, i = 0,01. Принимаем h2 = 0,25 м.
Полная глубина отстойника, м,
86
H = h1 +h2 +h3 =5 +0,25 +0,5 =5,75;
где, h3 – высота бортов отстойника, h3 = 0,5 м. Полная глубина отстойника с учетом приямка, м,
H'= H +hп =5,75 +1 =6,75.
Объем осадка, накапливаемый в одном отстойнике между выгрузками, м3,
Voc' 1 =Voc1 = 36,77 =18,39.
noc 2
Высота слоя осадка в отстойнике, м,
h |
= 3 3i3Voc' 1 |
= 3 3 0,013 18,39 = 0,03. |
oc |
π |
3,14 |
|
Принимаем hос = 0,05 м.
Высота слоя осадка у стенок отстойника, м,
|
|
|
|
' |
|
|
π((R 2 |
+r 2 |
− R |
r )h |
п |
+(R 2 |
+ R 2 |
− RR |
п |
)h |
2 |
) πd |
ц2.тр. (hп +h2 ) |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
п |
п |
|
п п |
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
4 Voc1 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
hoc' |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π(D 2 −dц2.тр. ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22,75 1,65)0,25) |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
3,14 ((1,652 +0,82 −1,65 0,8)1+(22,752 +1,652 − |
|
3,14 |
1,952 (1 |
+0,25) |
|||||||||||||||||||||
|
4 18,39 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,14 (45,52 −1,952 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
= −0,01;
здесь: Rп – радиус верхнего основания приямка, Rп = 1,65 м; rп – радиус нижнего основания приямка, rп = 0,8 м; R – радиус отстойника, R = 22,75 м.
Расстояние от нижней кромки полупогружного кожуха до поверхности осадка, м,
hзаз' = h1 − hк − hoc = 5 − 4,5 −0,05 = 0,45 ≥ 0,3.
Диаметр трубопроводов подачи сточных вод в отстойник, м, при безнапорном режиме движения воды в нем
Dтр = dтр = 0,65.
Диаметр трубопровода отвода сточных вод из отстойника, м,
Dтр' = Dтр = 0,65.
Ширина водосборного лотка, м,
bл = kлDтр' =1,2 0,65 = 0,78;
87
при чем, kл – коэффициент запаса, kл = 1,2. Принимаем bл = 0,8 м.
Глубина воды в водосборном лотке, м,
hл = |
q |
= |
7249,17 |
|
= 0,36; |
|
3600nbлvл |
3600 7 0,8 1 |
|||||
|
|
|
||||
где, vл – скорость движения сточных вод в лотке, vл = 1 м/с. Принимаем hл = 0,4 м.
Высота водослива, м,
hв = hл + 0,5 = 0,4 + 0,5 = 0,9.
Высота наружного борта водосборного лотка, м,
hл' = hв + h3 = 0,9 + 0,5 =1,4.
Наружный диаметр водосборного лотка, м,
Dл = D + 2bл = 45,5 + 2 0,8 = 47,1.
Диаметр коллектора, подводящего сточные воды к отстойникам, м,
D |
= |
4q |
= 4 7249,17 = 2,56; |
к |
|
3600πvк |
3600 3,14 1 |
|
|
здесь, vк – скорость движения воды в коллекторе, vк = 1 м/с. Принимаем Dк = 2,6 м.
Диаметр коллектора, отводящего сточные воды от отстойников, м,
Dк' = Dк = 2,6.
Число резервных отстойников, шт.,
np = n2 = 72 = 3,5.
Принимаем nр = 4 шт.
Общее число отстойников, шт.,
N = n + np = 7 + 4 =11.
Расчетная схема отстойника представлена на рис. 3пр.
88
|
|
|
|
|
ø 47,1 |
|
|
|
|
|
|
|
ø 45,5 |
|
|
|
|
|
|
|
ø 4,4 |
|
|
|
|
|
|
|
ø 3,45 |
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
1,4 |
|
|
|
|
70 |
|
0,9 |
|
|
|
|
|
ø 2,65 |
|
||
|
|
0,8 |
4,5 |
1,75 |
|
0,4 |
|
|
|
|
|
||||
|
5,75 |
5 |
|
|
|
ø 0,65 |
|
6,75 |
|
0,45 |
ø 1,95 |
2,65 |
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
0,25 |
|
|
|
-0,01 |
0,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
ø0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
ø 0,65 |
|
|
|
|
|
|
|
ø 1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
ø 3,3 |
|
|
|
|
|
|
Рис.3пр. Расчетная схема радиального отстойника |
|
||
89
Расчет аэротенка-смесителя с регенератором активного ила
Продолжительность периода аэрации, ч,
tat = |
2,5 lg |
L0 = |
2,5 lg |
228,16 |
=1,32; |
|
ai |
Li |
4 |
20 |
|
где: аi – доза активного ила по сухому веществу, аi = 4 г/л (табл. 2 в [5]);
L0 – величина БПКполн поступающих в аэротенк сточных вод, L0 = 228,16 мг/л (табл.7пр);
Lt – величина БПКполн очищенных в аэротенке сточных вод, Lt = 20 мг/л (табл. 7пр).
Доза активного ила по беззольному веществу, г/л,
aηi = ai (1 − s)= 4 (1 − 0,3)= 2,8;
здесь, s – зольность активного ила, s = 0,3 (табл. 1 в [5]). Период аэрации с учетом температуры сточных вод, ч,
t p = t 15T =1,32 2315,6 = 0,84;
при чем, Т – температура сточных вод, поступающих в аэротенк, Т = 23,6 0С (табл. 7пр).
Нагрузка по БПКполн на 1 г беззольного вещества активного ила в сутки, мг/(г·сут),
R |
= 24(L0 − Lt ) |
= |
24 (228,16 − 20) |
= 2124,08. |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
a |
|
|
aηit p |
|
|
|
|
|
|
2,8 |
0,84 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Иловый индекс, см3/г, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ra1,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2124,081,25 |
|
||
i = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+3,5 1 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
+ |
|||||
100 |
|
|
|
R |
|
|
|
|
2 |
100 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
exp |
|
|
a |
|
− |
6,4 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
+3,5 1 |
+ |
2124,08 |
−6,4 |
|
2 |
=147,7. |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
exp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
90
Величина БПКполн с учетом разбавления сточных вод рециркулирующим расходом возвратного активного ила, мг/л,
L |
|
= L0 + Ltri |
= 228,16 + 20 0,5 =158,77; |
|
||||||
см |
|
|
1 + ri |
1 + 0,5 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
где, ri – коэффициент рециркуляции активного ила, ri = 0,5 (рис.2 в [5]). |
||||||||
|
|
Концентрация возвратного активного ила, г/л, |
|
|||||||
|
|
2 |
103 0,9−0,05lg ri |
|
2 103 |
0,9−0,05lg0,5 |
|
|||
a |
= |
|
|
|
= |
|
|
|
= 8,31. |
|
|
|
|
|
|||||||
и |
|
|
|
|
|
147,7 +50 |
|
|
||
|
|
i |
+50 |
|
|
|
||||
|
Концентрация |
активного ила в иловой смеси с учетом концентрации |
|
возвратного ила и коэффициента рециркуляции, г/л, |
|||
a |
= (Cвв + riaи )k |
и |
= (0,05803 + 0,5 8,31) 0,8 = 2,25; |
η1 |
1+ ri |
1+ 0,5 |
|
|
|
||
здесь, Свв – концентрация взвешенных веществ в сточных водах, поступающих в аэротенк, Свв = 58,03 мг/л = 0,05303 г/л;
kи – эмпирический коэффициент, kи = 0,8.
Продолжительность периода аэрации с учетом рециркуляции возвратного активного ила, ч,
t' |
= |
1+ϕaηi |
(C |
+ K |
0 |
)(L |
− L )+ K C |
ln |
L0 |
k |
p |
= |
1+ 0,07 2,8 |
× |
|||||||
P |
C a |
|
85 1 2,25 |
|
|||||||||||||||||
p |
|
|
0 |
|
см |
t |
l 0 |
|
|
|
L |
|
|
|
|
||||||
|
|
max |
0 ηi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
228,16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
× (1 |
+ 0,625) (158,77 − 20)+33 1 ln |
|
|
|
1,5 = 2,87; |
|
|||||||||||||||
20 |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при чем: φ – коэффициент ингибирования продуктами распада органических веществ активного ила, φ = 0,07 л/г (табл. 1 в [5]);
Рmax – максимальная скорость окисления органических веществ, Рmax = 85 мг/(г·ч) (табл. 1 в [5]);
С0 – концентрация растворенного кислорода, С0 = 1 мг/л (табл. 4пр); К0 – константа, характеризующая влияние кислорода,
К0 = 0,625 мгО2/л (табл. 1 в [5]);
Кl – константа, характеризующая свойства органических веществ, Кl = 33 мгБПКполн/л (табл. 1 в [5]);
kр – коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания на процесс очистки сточных вод, kр = 1,5.
Рабочий объем аэротенка, м3,