8715
.pdfРисунок 9.6 – Схема с аэротенками и аэробными минерализаторами и обезвоживанием осадка на центрифугах
40
кращает протяженность коммуникаций и упрощает подвод к ним воздуха.
Работа аэробных минерализаторов в значительной степени зависит от климатических условий. Поскольку ил минерализуется в течение 7-12 суток, то в зимнее время в средней полосе России его температура может быть ниже 10 C, что может вызвать торможение биохимических процессов.
Поэтому аэробные минерализаторы целесообразно проектировать в южной или юго-западной полосе РФ, а при проектировании в центральных районах следует предусматривать временный подогрев ила, или подогрев воздуха, подаваемого в минерализаторы, или устройство легкого утепленного перекрытия в виде съемных теплоизоляционных плит.
В северной полосе России применение технологии не рекомендуется вследствие необходимости значительных затрат на энергообеспечение ее функционирования.
9.2.4 Область применения схем очистных сооружений с аэротенками
К преимуществам аэротенков следует отнести: высокую окислительную мощность, простоту устройства и небольшую глубину сооружений. Также достоинством аэротенков является то, что процесс очистки на них сточной воды управляем и поддается регулировке, за счет изменения дозы активного ила, подачи расхода воздуха и объема, выделяемого регенерационного активного ила.
Применение аэротенков в качестве сооружений для биологической очистки сточных вод получило повсеместное распространение.
Центральным институтом экспериментального проектирования [9] разработаны проекты генпланов очистных сооружений для расходов свыше 35 тыс. м3/сут, а также чертежи проектов очистных станций с аэротенками, сблокированными с первичными и вторичными отстойниками для расходов от 7 тыс. м3/сут. до 25 тыс. м3/сут. В малой канализации применяют аэротенки в виде модульных и блочных сооружений.
9.3 Схемы очистных сооружений с доочисткой сточных вод
Биологические очистные сооружения обеспечивают снижение содержания легко (биологически1) окисляемой органики до БПКполн = 10÷20 мг/л. Если данный уровень очистки не отвечает нормативным требованиям к сбросу очищенных сточных вод в водоем, то необходимо предусматривать их доочистку.
Доочистка биологически очищенной воды производится после ее выхода из вторичных отстойников и может осуществляться как на микрофильтрах,
1Здесь и далее используется термин "легко окисляемая органика" — совокупность органических веществ, которые могут разлагаться микроорганизмами в результате ферментативной адаптации в течении 20 суток.
41
так и на зернистых фильтрах или в биологических прудах.
В ряде случаев могут применяться физико-химические методы доочистки, а в особых случаях необходимая степень очистки достигается только при использовании сорбции на активированном угле. Основной состав сооружений по механической и биологической очистке остается без изменений, согласно принятой схеме, а способы доочистки воды выбираются на основе
технико-экономических обоснований.
9.4 Обеззараживание сточных вод
Хозяйственно-бытовые сточные воды и их смеси с производственными стоками, сбрасываемые в водные объекты, должны подвергаться обеззараживанию. Обеззараживание сточных вод имеет целью уничтожение оставшихся в них патогенных бактерий и снижение эпидемиологической опасности при сбросе в поверхностные водоемы. Обеззараживание следует производить после биологической очистки сточных вод.
Согласно п. 9.2.11.2 [1] обеззараживание сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, рекомендуется производиться ультрафиолетовым излучением. Допускается обеззараживание хлором или другими хлорсодержащими реагентами (хлорной известью, гипохлоритом натрия, получаемым в виде продукта с химических предприятий, электролизом растворов солей или минерализованных вод, прямым электролизом сточных вод др.) при обеспечении специального дехлорирования обеззараженных сточных вод перед сбросом в водный объект.
9.5 Выбор площадки размещения городских очистных сооружений и места выпуска сточных вод
Выбор площадки размещения очистных сооружений решается в увязке с проектом планировки и застройки населенного пункта, а также с учетом наиболее рациональных решений коммуникационного обеспечения, связывающих очистные сооружения с населенным пунктом (железные и автомобильные дороги, водоснабжение, теплоснабжение и электроснабжение станции очистки сточных вод).
Очистные сооружения отделяются от границ жилой застройки озелененными санитарно-защитными зонами, размеры которых устанавливаются по таблице 1 [2].
Площадка очистных сооружений должна располагаться с подветренной стороны для господствующих ветров теплого периода года по отношению к жилой застройке и ниже города по течению реки.
Очистные сооружения следует размещать на территории, не затапливаемой паводковыми водами, с низким уровнем грунтовых вод. Грунты должны
42
допускать строительство сооружений без устройства дорогостоящих оснований.
При размещении биологических прудов также необходимо учитывать характер грунтов и топографию местности. Целесообразно использовать естественные, неглубокие котлованы со слабофильтрующими грунтами.
Место выпуска сточных вод решается одновременно с выбором площадки размещения очистных сооружений с учетом геологических, топографических и гидрологических данных. Берег реки у места выпуска не должен подвергаться размыву и оползням, а река должна иметь достаточную глубину воды.
Место выпуска и его конструкция согласуются с органами рыбоохраны и государственного санитарного надзора, а на судоходных реках, кроме того, с бассейновым управлением пути.
10 ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ
Исходные данные (по заданию1 или по результатам проектирования водоотводящих сетей2):
1. Нормы водоотведения:
Район I - . . = 145 л/сут на 1 чел.;
|
= 195 л/сут на 1 чел.; |
Район II - . . |
Район III - = 290 л/сут на 1 чел.
. .
2. Расчетное количество жителей:
Район I - = 6766 чел.; Район II - = 10968 чел.;
Район III - = 20610 чел.
Использованы данные примера расчета водоотводящей сети населенного пункта, приведенные в таблице 3.3 [10].
3.Характеристики сточных вод промпредприятия:
–суточный расход сточных вод – = 1567,61 м3/сут.;
–коэффициент часовой неравномерности К = 2,3;
–БПКполн. производственных сточных вод – = 150,0 мг/л;
–содержание взвешенных веществ – = 100 мг/л.
Использованы данные примера расчета водоотводящей сети населенного пункта, приведенные в разделе 3 и таблице 3.4 [10].
1Задание на курсовое проектирование по дисциплине «Очистка сточных вод». 2Результаты, полученные в ходе подготовки ВКР (б).
43
4.Характеристики водоема, в который производится сброс сточных вод:
–расход реки в межень – = 50,0 м3/с;
–средняя глубина реки – Н = 1,9 м;
–скорость движения воды в реке – = 0,22 м/с;
–БПК речной воды – ф = 2,75 мг/л О2;
–концентрация взвешенных веществ в речной воде – Сф = 20 мг/л;
–содержание растворенного кислорода в речной воде – ф = 5,0 мг/л;
–коэффициент извилистости реки = 1,18.
–коэффициент шероховатости ложа реки ш = 0,033.
5.Сброс сточных вод в реку осуществляется через выпуск берегового
типа.
6.Ниже выпуска сточных вод в 5 км, находится населенный пункт, использующий водоем для хозяйственно-питьевых целей.
10.1 Расчетные данные для проектирования очистных сооружений системы водоотведения
10.1.1Определение расчетных расходов сточных вод от населения
— Суточный расход сточных вод (формула 1.1.1):
|
|
|
|
|
|
|
= |
∑1 |
( . . · ) |
= |
145 · 6766 + 195 · 10968 + 290 · 20610 |
= 9096, 73, м3/сут. |
|
|
|
|||||
|
1000 |
|
1000 |
|||
|
|
|
|
|
Соответственно суточные расходы для районов населенного пункта составят:
|
= |
. . · |
= |
145 · 6766 |
|
= 981, 07, м3/сут. |
|||||
|
1000 |
|
1000 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
= |
. . · |
|
= |
195 · 10968 |
= 2138, 76, |
м3/сут. |
|||||
|
1000 |
|
1000 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
= |
. . · |
= |
290 · 20610 |
= 5976, 90, |
м3/сут. |
||||||
|
1000 |
|
1000 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
— Среднесекундный расход сточных вод (формула 1.1.2):
= |
· 1000 |
= |
9096, 73 · 1000 |
= 105, 29, л/с |
|
24 · 3600 |
24 · 3600 |
||||
|
|
|
44
— Общие коэффициенты неравномерности:
По таблице 1 [1] для = 105,29 л/с интерполяцией значений при 5%
обеспеченности находим:
. . = 1,60. . = 0,59
— Максимальный часовой расход (формула 1.1.3):
. = |
|
|
· . = |
9096, 73 |
· 1, 60 = 606, 45, м3/ч |
||
|
|
|
|
|
|||
24 |
24 |
|
— Максимальный секундный расход (формула 1.1.4):
= · . = 105, 295 · 1, 60 = 168, 46, л/с
10.1.2 Определение расчетных расходов сточных вод от промпредприятия
— Максимальный часовой расход (формула 1.1.5):
|
|
|
|
|
|
1567, 61 |
|
|||||
|
|
|
|
|
· = |
· 2, 3 = 150, 23, м3/ч |
||||||
. |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
· |
|
3 |
· |
8 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— Максимальный секундный расход (формула 1.1.6):
|
|
|
|
|
|
= |
. |
= |
150, 23 |
= 41, 73, л/с |
|
3, 6 |
3, 6 |
|
|||
|
|
|
|
10.1.3 Определение суммарных расходов сточных вод от населенного пункта
— Суточный расход (формула 1.1.7):
= + = 9096, 73 + 1567, 61 = 10664, 34, м3/сут.
— Максимальный часовой расход (формула 1.1.8):
|
|
= 606, 45 + 150, 23 = 756, 68, |
3 |
/ч |
. |
= . + . |
м |
—Максимальный секундный расход (формула. 1.1.9):
= + = 168, 46 + 41, 73 = 210, 19, л/с
—Средний расход сточных вод (формула. 1.1.10):
|
|
|
10664 |
|
|||
= |
|
= |
= 0, 123, м3/с |
||||
|
|
|
|
||||
86400 |
86400 |
||||||
|
|
|
45
10.1.4Расчетное количество жителей
Согласно формула 1.2.1 "приведенное"количество жителей составляет:
пр = + экв, чел.
— Эквивалентное количество жителей по взвешенным веществам (формула 1.2.2):
экв = ∑ |
( |
· |
) |
100 |
· |
65 |
|
= 2412, чел. |
|||
65 |
|
= |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1567, 61 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда приведенное количество жителей по взвешенным веществам составит:
првзв = 6766 + 10968 + 20610 + 2412 = 38344, чел.
—Эквивалентное количество жителей по БПКполн. осветленной воды (формула 1.2.3).
Согласно п. 9.2.4.4 [1] величину БПК5 в осветленной бытовой сточной воде допускается принимать, исходя из количества БПК5 на одного жителя (таблица 18 [1]), по выражению:
БПК5 = 60 − 0, 35 · Э, г/сут. |
(10.1.1) |
где:
Э – эффективность очистки от взвешенных веществ в отстойниках, %
Принимая эффективность осаждения взвешенных веществ в отстойниках 50%, получим:
БПК5 = 60 − 0, 35 · 50 = 42, 5, г/сут.
Согласно примечания 4 к таблице 18 [1] производим пересчет БПК5 в
БПКполн.:
БПКполн. = 1, 2 · БПК5 = 1, 2 · 42, 5 = 51, 0, г/сут.
Тогда по формуле (1.2.4):
|
|
|
|
|
|
экв = |
∑1 |
( · ) |
= |
150 · 1567, 61 |
= 4611, чел. |
|
|||||
|
|
51, 0 |
|||
|
|
|
|
46
Приведенное количество жителей по БПК составит:
прБПК. = 6766 + 10968 + 20610 + 4611 = 42955, чел.
10.1.5Определение расчетной концентрации взвешенных веществ
Расчетное количество взвешенных веществ на одного жителя районов населенного пункта составляет (формула 1.3.1):
С |
= |
65 · 1000 |
= |
65 · 100 |
= 448, 28, |
мг/л |
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
145 |
|
|
|
|||
|
|
|
. . |
|
|
|
|||
С |
= |
65 · 1000 |
= |
65 · 100 |
= 333, 33, |
мг/л |
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
195 |
|
|
|
|||
|
|
|
. . |
|
|
|
|||
С = |
|
65 · 1000 |
= |
65 · 100 |
= 224, 14, |
мг/л |
|||
|
|
||||||||
|
|
|
290 |
|
|
|
|||
|
|
|
. . |
|
|
|
Концентрация взвешенных веществ общего стока составит (формула 1.3.2):
|
|
|
|
( · ) |
|
= ∑1 |
( · ) + |
||||
|
∑ |
= |
|||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
∑1 |
+ ∑1 |
|
|
|
|
|
= (448, 28 · 981, 07 + 333, 33 · 2138, 76 + 224, 14 · 5976, 9) + (100, 00 · 1567, 61) = 9096, 73 + 1567, 61
= 248, 41, мг/л или г/м3
С учетом поступления загрязнений с иловой водой или из цеха механического обезвоживания осадка (формула 1.3.3):
С′ = 1, 1 · = 1, 1 · 248, 41 = 273, 25, г/м3
10.1.6Определение расчетной БПК
Так как в [1] количество загрязняющих веществ по БПКполн. на 1 жителя выражено в г/м3, а расчет сооружений проводится исходя из размерности мг/л, то производим перерасчет (формула 1.4.2)
|
= |
· 1000 |
, мг/л или г/м3 |
|
|
||||
|
|
|
||
|
|
. . |
|
где:
– количество загрязняющих веществ по БПКполн. на 1 жителя, г/сут.:
47
а= 72 г/сут. — для неосветленной жидкости (таблица 18 [1]);
= 1, 2 · 60 = 72, г/сут.
а= 51 г/сут. — для осветленной жидкости (таблица 18 [1]).
––для неосветленной воды:
= |
72 · 1000 |
|
= 496, 55, |
мг/л |
|
145 |
|||||
|
|
|
|
||
= |
72 · 1000 |
|
= 369, 23, |
мг/л |
|
195 |
|||||
|
|
|
|
||
= |
72 · 1000 |
= 248, 28, |
мг/л |
||
|
290 |
|
|
|
Таким образом БПКполн. общего стока составит (формула 1.4.4):
|
|
|
( |
· ) + |
|
( · ) |
||
неосв |
1 |
1 |
||||||
|
= |
∑ |
|
|
|
∑ |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
∑1 |
+ ∑1 |
|
|||
|
|
|
|
= (496, 55 · 981, 07 + 369, 23 · 2138, 76 + 248, 28 · 5976, 90) + (150 · 1567, 61) 9096, 73 + 1567, 61
= 280, 93, мг/л
–– для осветленной воды (по формулам 1.4.2 и 1.4.4):
= |
51 · 1000 |
|
= 351, 72, |
мг/л |
|
145 |
|||||
|
|
|
|
||
= |
51 · 1000 |
|
= 261, 54, |
мг/л |
|
195 |
|||||
|
|
|
|
||
= |
51 · 1000 |
= 175, 86, |
мг/л |
||
|
290 |
|
|
|
Соответственно БПКполн. общего стока составит (формула 1.4.4):
48
|
|
|
( |
· ) + |
|
( · ) |
||
осв |
1 |
1 |
||||||
|
= |
∑ |
|
|
|
∑ |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
∑1 |
+ ∑1 |
|
|||
|
|
|
|
= (351, 72 · 981, 07 + 261, 54 · 2138, 76 + 175, 86 · 5976, 90) + (150 · 1567, 61) = 9096, 73 + 1567, 61
= 205, 42, мг/л
С учетом загрязнений, поступающих с иловой водой:
— для неосветленной воды (формула 1.4.5):
′ = 1, 1 · = 1, 1 · 280, 93 = 309, 02, г/м3
— для осветленной воды (формула 1.4.5):
′ = 1, 1 · = 1, 1 · 205, 42 = 225, 96, г/м3
10.2 Расчет необходимой степени очистки городских сточных вод перед выпуском в водоем хозяйственно-питьевого назначения
10.2.1Определение расположения расчетного створа
Согласно [4] требования к составу воды водных объектов определяются для конкретного створа, расположенного ниже выпуска сточных вод.
Для водоемов культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения расчетный створ располагается в одном километре выше ближайшего ниже расположенного водозабора населенного пункта (рисунок 5.1).
Расстояние от выпуска сточных вод до расчетного створа составляет:
= ′ − 1 − 1 = 5 − 1 − 1 = 3, км |
(10.2.1) |
где:
′ – расстояние от выпуска сточных вод до объекта хозяйственно-питьевого водопользования, км;
1; 1 – соответственно расстояния от населенного пункта до водозаборных сооружений и от водозабора до расчетного створа, км (см. рисунок 5.1).
49