Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологические аспекты бережливых производств. Учебно-методическое пособие
.pdf
газа. Для предотвращения забивания труб коркой предусматривают
Рис. 3.8. Двухъярусный отстойник:
1 – осадочные желоба; 2 – септическая камера;
3 – выгрузка осадка
тройники на концах. Осадок из септиков удаляют через иловыжимную
трубу насосом или откачкой в ассенизационный транспорт. Септики
строят из кирпича, бетона или железобетона с гидроизоляцией. Эффект
очистки сточных вод в септике по БПК
достигает 35 %, а по взве-
полн
шенным веществам – 70–95 %.
Двухъярусные отстойники (эмшеры). Применяются для механи-
ческой очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод при расходах до 10000 м3/сут.
Двухъярусный отстойник имеет цилиндрическую или прямоугольную форму с коническим или пирамидальным днищем (рис. 3.8).
В верхней части отстойника располагаются осадочные желоба, в нижней – септическая (иловая) камера.
Из осадочных желобов, которые представляют собой горизонтальные отстойники, оседающие частицы через щель проваливаются в септическую часть, где происходит уплотнение и сбраживание осадка.
81
Для исключения попадания в очищенную воды всплывающих ча-
Рис. 3.9. Осветлитель-перегниватель:
1 – подводящий лоток; 2 – камера флокуляции;
3 – осветлитель; 4 – перегниватель; 5 – перекачванию;
6 – удаление сброженного осадка; 7 – отвод очищенной воды
стиц осадка, нижние грани желоба перекрывают друг друга примерно
на 15 см. Расчет двухъярусного отстойника заключается в определении
размеров осадочных желобов и септической камеры. Осадочные желоба задерживают, как правило, 40–50 % взвешенных веществ.
Осветлители-перегниватели. По сравнению с двухъярусными от-
стойниками, осадочные желоба в осветлителях-перегнивателях заменены осветлителем с естественной аэрацией. Септическая камера отделена от отстойника и расположена концентрически вокруг него, что
способствует подогреву осадка сточными водами (рис. 3.9). Естественная аэрация обеспечивается разностью отметок в осветлителе и распределительной чаше, в результате в воду засасывается воздух из атмосферы. Затем вода последовательно поступает в камеру флокуляции
и отстойную камеру, проходя через образовавшийся взвешенный слой.
Образовавшийся на дне осветлителя осадок по напорному трубопроводу подается в верхнюю зону перегнивателя, в которой осадок подвергается сбраживанию.
Область применения осветлителей-перегнивателей – для осветления производственных стоков при расходах не более 10000 м3/сут.
Расчет осветлителей-перегнивателей заключается в определении
размеров камеры флокуляции, осветлителя и септической камеры (перегнивателя). Расчетное снижение загрязнений по взвешенным веществам составляет до 70 %, по БПК
– до 15 %.
полн
82
Расчет септика. Для определения оптимальных параметров сеп-
тика, используемого для очистки сточных вод от взвешенных частиц,
используется следующая последовательность расчета.
1. Определяется полный расчетный объем септика Wсеп:
при Q < 5 м3/сут: Wсеп = 3 Q, м3,
при Q > 5 м3/сут: Wсеп = 2,5 Q, м3, (3.32)
где Q – суточный расход сточных вод, м3/сут.
2. Рассчитывается объем осадка (Wос) на дне септика (иловой ка-
меры):
Wос = 0,1875 Nпр×Tсбр/1000, м3, (3.33)
где Nпр – приведенное население по взвешенным веществам, чел.;
Nпр = 1000 Q/ a
а – норма водоотведения, л/(сут·чел);
Tсбр – период между опорожнениями иловой части септика, равный 365 или 183 сут.
3. Выбирается количество камер септика n
n = 1, при Q < 1 м3/сут,
n = 2, при Q < 10 м3/сут, (3.34)
n = 3, при Q > 10 м3/сут.
4. Выбирается строительный материал для септика: железобетонные кольца, кирпич или бетон. Определяется объем каждой камеры
(W1 сеп, W2 сеп, W3 сеп) в зависимости от материала:
– кирпич или бетон
при n = 2: W1сеп = 0,75 Wсеп, м3;
при n= 3: W1сеп = 0,5 Wсеп, м3; (3.35)
W2сеп=W3сеп = 0,25 Wсеп, м3;
– железобетонные кольца
W1сеп = W2сеп = W3сеп = Wсеп /n, м3. (3.36)
83
5. Назначаются размеры каждой камеры септика:
– для септиков из кирпича или бетона: глубина в пределах
1,9–2,4 м, размеры в плане кратны 1 или 1,5 м;
– для септиков из железобетонных колец: глубина – 2,4 м, диа-
метр – 1; 1,5; 2м.
6. Определяется степень очистки сточных вод:
– по БПК
полн
Lex = 0,75 Len, мг/л; (3.37)
– взвешенным веществам
Сex = 0,25 Сen, мг/л, (3.38)
где Len и Cen – соответственно, значение БПК
и концентрация взве-
полн
шенных веществ в сточной воде, поступающей в септик, мг/л.
Пример решения задачи
Задание. Определить оптимальные параметры септика, использу-
емого для очистки сточных вод.
Исходные данные:
– суточный расход хозяйственно-бытовых сточных вод предприя-
тия составляет Q = 9,5 м3/сут;
– концентрация взвешенных веществ в стоках составляет
Cen = 250 мг/л;
– значение БПК
равно Len = 280 мг/л;
полн
– норма водоотведения составляет a = 140 л/(сут·чел).
Решение. По формулам (3.32) находим полный расчетный объем
септика, который при расходе, большем 5 м3/сут, равен
Wсеп = 2,5·9,5 = 23,75 м3.
Приведенное население составляет
Nпр = 1000·9,5/140 ≈ 68 чел.
Принимаем период между опорожнениями иловой части септика
Tсбр = 183 сут и по формуле (3.33) рассчитываем объем осадка на дне
септика:
84
Wос = 0,1875·68·183/1000 = 2,33 м3.
№
Q, м3/сут
Сen, мг/л
Len, мг/л
а, л/(сут·чел)
1
10
260
290
150
2
10,5
270
300
160
3
11
280
310
170
4
11,5
290
320
180
5
12
300
330
190
6
12,5
310
340
200
По формулам (3.34) находим количество камер септика, которое равно двум (n = 2). Для септика принимаем строительный материал – бетон.
Тогда, согласно формулам (3.35), объем первой камеры составляет
W1 сеп = 0,75·23,75 = 17,81 м3.
Объем второй камеры равен
W 2сеп = 0,25·23,75 = 5,94 м3.
Принимаем размеры первой камеры септика: размеры в плане
3×3 м; глубина – 2 м; размеры второй камеры – 2×2×2 м.
По формулам (3.37, 3.38) определяем степень очистки:
– по БПК
полн
Lex = 0,75·280 = 210 мг/л;
– по взвешенным веществам
Сex = 0,25·250 = 62,5 мг/л.
Вывод. Для очистки производственных сточных вод с суточным
расходом 9,5 м3/сут. используют двухкамерный септик объемом
23,75 м3.
Варианты заданий для расчета септика приведены в табл. 3.10.
Таблица 3.10
Исходные данные для расчета септика
85
Окончание табл. 3.10
№
Q, м3/сут.
Сen, мг/л
Len, мг/л.
а, л/(сут·чел)
7
13
320
350
210
8
13,5
330
360
220
9
14
340
370
230
10
14,5
350
380
240
11
15
360
390
250
12
15,5
370
400
260
13
16
380
410
270
14
16,5
390
420
280
15
17,5
400
430
290
16
18
410
440
300
17
18,5
420
450
310
18
19
430
460
320
19
19,5
440
470
330
20
20
450
480
340
21
20,5
460
490
350
22
21
470
500
360
23
21,5
480
510
370
24
22
490
520
380
25
22,5
500
530
390
26
23
510
540
400
27
23,5
520
550
410
28
24
530
560
420
29
25
540
570
430
Правильный учет самоочищающей способности водоема позволяет экономично и обоснованно запроектировать очистные сооружения, на которых сточная вода очищается до требуемой степени очистки.
3.2.4. Необходимая степень очистки сточных вод
86
Для этого необходимо знать содержание взвешенных частиц, потребле-
Вредные вещества
Нормы, мг/л
Нефти
0,1–0 3
Нефтепродукты в рыбных
бассейнах
0,05
Фенол
0,001
Бензин
0,1
Ксилол
0,05
ние растворенного кислорода, допустимую величину БПК смеси речных и сточных вод, изменение активной реакции водоема, окраску, запах, солевой состав и температуру, а также ПДК токсических примесей
и других вредных веществ.
ПДК вредных веществ в воде водоемов после смешения со сточными водами определяются перечнем ПДК, нормы которых представлены в табл. 3.11.
Таблица 3.11
ПДК нефти и нефтепродуктов в воде водоемов
Задача 1.
Степень очистки сточных вод по взвешенным частицам
Реакция воды водоема после смешения ее со сточными водами
должна быть не ниже 6,5 и не выше 8,5.
Расчет необходимой степени очистки ведется:
– по взвешенным веществам;
– по растворенному в воде водоема кислороду;
– по содержанию вредных соединений (загрязнений).
Для определения допустимой концентрации взвешенных частиц
(Сст) в сточных водах, сбрасываемых в черте города, последовательно
рассчитывают необходимые показатели.
1. Коэффициент турбулентной диффузии для равнинных рек опре-
деляется по формуле Потапова:
т = (uср hср) / 200, (3.39)
где uср – средняя скорость течения реки на участке смешения, м/с;
hср – средняя глубина реки на этом же участке, м.
87
2. Коэффициент, учитывающий влияние гидрологических факто-
ров смешения сточных вод, определяется по формуле
m = fи 3 ( т / Gс.в ), (3.40)
где – коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в реку
(при выпуске у берега равен 1, при выпуске в стержне реки в месте
наибольших скоростей 1,5);
fи – коэффициент извилистости реки (в данной задаче и fи приняты равными единице);
Gс.в. – расход сточных вод, м3/с.
3. Параметр v определяется по формуле
v = e
–m L
, (3.41)
где L – расстояние до створа полного смешения, м.
4. Коэффициент смешения, зависящий от конструкции выпускного устройства, скорости течения воды в реке, глубины водоема, профиля дна и других особенностей водоема, определяется по формуле Родзиллера:
= (1 – v) / [1 + (Gв / Gс.в) v]. (3.42)
Коэффициент смешения () всегда меньше единицы до места пол-
ного смешения, которое находится на некотором расстоянии вниз по
реке от места выпуска сточных вод. Он указывает на степень полноты
смешения и разбавления сточных вод.
5. Допустимая концентрация взвешенных частиц в сточной воде,
при которой условия спуска ее в водоем будут соответствовать санитарным требованиям, определяется по формуле
Сст = Сд [( Gв) / Gс.в + 1] + Св, (3.43)
где Сд – допустимые по нормативам увеличения содержания взвешенных веществ в воде водоема после спуска сточных вод, г/м3 (Сд равен
0,25 или 0,75 г/м3 в зависимости от категории водоема);
Gв – расход воды в водоеме, м3/с;
88
Св – концентрация взвешенных веществ в воде водоема до спуска
сточных вод, г/м3.
Пример решения задачи 1
Задание. Определить допустимую концентрацию взвешенных ча-
стиц (Сст) в сточных водах, сбрасываемых в черте города.
Исходные данные:
– расход сточных вод Gс.в. = 0,60 м3/с;
– расход воды в реке Gв. = 30 м3/с;
– концентрация взвешенных частиц в речной воде Св = 8 мг/л;
– средняя скорость течения реки на участке смешения uср = 0,65 м/с;
– средняя глубина реки на том же участке hср = 1,5 м;
– расстояние до створа полного смешения L = 3,5 км.
– допустимые увеличения содержания взвешенных частиц в воде
водоема после спуска сточных вод СД = 0,75 г/м3
Решение.
1. Коэффициент турбулентной диффузии для равнинных рек рассчитывается по формуле (3.39):
т = (0,65 1,5) / 200 = 0,004875.
2. По формуле (3.40) находим коэффициент, учитывающий влияние гидрологических факторов смешения сточных вод:
m = 1 1 3 (0,004875 / 0,60) = 0,201.
3. Параметр v определяется по формуле (3.41):
v = e
–0,201 3500
= 0,047.
4. Коэффициент смешения определяется по формуле (3.42):
= (1 – 0,047) / [1 + (30 / 0,60) 0,047] = 0,284.
5. Допустимая концентрация взвешенных частиц в сточной воде
определяется по формуле (3.43):
Сст = 0,75 [(0,284 30) / 0,60 + 1] + 8 = 19,400 мг/л.
89
Вывод. Допустимая концентрация взвешенных частиц в сточных
№
Gс.в, м3/с
Gв,
м3/с
Св,
мг/л
uср,
м/с
hср, м
L, км
С
Д,
г/м3
1
0,31
35
10
0,60
1,7
3,8
0,75
2
0,28
27
4
0,69
1,3
3,2
0,75
3
0,25
20
5
0,48
1,1
3,6
0,75
4
0,28
27
5
0,52
1,0
3,0
0,75
5
0,22
24
6
0,64
1,4
3,7
0,75
6
0,28
27
6
0,61
1,2
3,3
0,75
7
0,29
33
7
0,49
1,6
3,9
0,75
8
0,31
35
3
0,53
1,7
3,4
0,75
9
0,57
32
3
0,67
1,5
4,0
0,75
10
0,60
30
10
0,50
1,1
3,7
0,25
11
0,31
35
5
0,63
1,3
3,0
0,25
12
0,25
20
8
0,51
1,6
3,5
0,25
13
0,42
29
10
0,62
1,4
3,3
0,25
14
0,57
32
4
0,54
1,2
3,6
0,25
15
0,46
21
7
0,58
1,0
3,8
0,25
16
0,50
25
10
0,55
1,5
3,2
0,75
17
0,42
29
9
0,59
1,7
3,8
0,75
18
0,60
30
6
0,57
1,4
3,9
0,75
19
0,42
29
8
0,68
1,7
3,8
0,75
20
0,50
25
3
0,66
1,2
3,6
0,25
21
0,57
32
5
0,68
1,5
4,0
0,75
22
0,60
32
10
0,69
1,7
3,5
0,75
23
0,31
26
8
0,51
1,5
3,0
0,25
24
0,47
28
9
0,48
1,3
3,9
0,25
25
0,35
22
9
0,56
1,6
3,9
0,25
26
0,54
34
7
0,66
1,7
3,7
0,25
27
0,27
31
4
0,49
1,4
3,8
0,25
водах, сбрасываемых в черте города равна 19,400 мг/л.
Варианты исходных данных к задаче 1 приведены в табл. 3.12.
Варианты исходных данных
Таблица 3.12
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]