- •Министерство образования республики беларусь
- •1 Исходные данные для проектирования
- •2 Состав проекта
- •2.1 Расчетно-пояснительная записка
- •2.2. Графический материал
- •3 Содержание расчетно-пояснительной записки
- •4 Технологическая часть
- •4.1 Определение основных расчетных параметров очистной станции
- •4.1.1 Определение расчетных расходов сточных вод
- •4.1.2 Определение концентраций загрязняющих веществ сточных вод
- •4.1.3 Определение эквивалентного числа жителей
- •Чел, (4.8)
- •4.1.4 Определение требуемой степени очистки сточных вод
- •4.2 Выбор и обоснование метода очистки сточных вод
- •4.3 Расчет канализационных очистных сооружений
- •4.3.1 Расчет сооружений механической очистки сточных вод
- •4.3.1.1 Приемная камера очистных сооружений
- •4.3.1.2 Расчет решеток
- •4.3.1.3 Расчет песколовок
- •4.3.1.4 Расчет песковых площадок
- •4.3.1.5 Расчет первичных отстойников
- •4.3.2 Расчет сооружений биологической очистки
- •4.3.2.1 Расчет сооружений биологической очистки с учетом необходимого удаления азота и фосфора.
- •4.3.2.4 Расчет вторичных отстойников
- •4.3.3 Расчет сооружений по обработке осадка сточных вод
- •4.3.3.1 Определение расхода и влажности осадка сточных вод
- •4.3.3.2 Расчет илоуплотнителей
- •4.3.3.3 Обезвоживание сырых осадков .
- •1.3.3.4 Площадки для складирования кека
- •4.3.3.5 Резервные иловые площадки
- •4.3.4 Расчет сооружений по обеззараживанию сточных вод
- •4.3.4.1 Расчет хлораторной
- •4.3.4.2 Расчет контактных резервуаров.
- •4.4 Компоновка генплана очистных сооружений
- •4.4.1 Построение продольных профилей «по воде» и «по илу»
- •Список использованных источников
4.3.2 Расчет сооружений биологической очистки
4.3.2.1 Расчет сооружений биологической очистки с учетом необходимого удаления азота и фосфора.
Расчет сооружений биологической очистки с учетом необходимого удаления азота и фосфора производится в соответствии с указаниями пунктов 7.6.17 и 7.6.18 [2] в зависимости от минимального возраста активного ила.
В соответствии с пунктом 7.6.17.4.[2] определение объема денитрификатора к общему объему емкостного сооружения с активным илом следует производить в зависимости от отношения концентрации азота нитратов, подлежащего удалению при денитрификации, к БПК5 исходной сточной воды приведенного в таблице 7.12 [2].
Исходные данные для расчета:
Расходы сточных вод: м3/сут; м3/ч; м3/ч.
В соответствии с данными таблицы В.1 [2] на сооружениях механической очистки эффект удаления примесей составляет: БПК5 -20-33%; NH4 – 9%; Nобщ -11%; Робщ-11%.
Определяются концентрации загрязнений сточных вод, поступающих на сооружения биологической очистки с учетом их снижения на сооружениях механической очистки: мг/л;мг/л;мг /л; мг /л; мг/л.
Ход расчета:
1) Определяется концентрация нитратного азота, подлежащего удалению по балансовому уравнению:
(4.52)
где |
- |
содержание общего азота в сточной воде, поступающей на биологическую очистку, мг/л; | |
|
- |
содержание органических веществ в сточной воде, отводимой после вторичных отстойников, мг/дм3. При очистке бытовых сточных вод допускается принимать ; | |
|
- |
содержание аммонийного азота в сточной воде, отводимой после вторичных отстойников, принимаемая по таблице 4.11. | |
|
- |
содержание нитратного азота в сточной воде, отводимой после вторичных отстойников, Концентрация нитратного азота в сточной воде, отводимой после вторичных отстойников, может быть определена исходя из допускаемой концентрации общего азота, аммонийного азота и азота органических соединений в сточных водах, отводимых после вторичных отстойников, мг/л. | |
|
- |
азот органических веществ, поступающих в биомассу активного ила, мг/дм3. В соответствии с пунктом 7.6.17.7[2] |
В соответствии с пунктом В.2 [2], удаление аммонийного азота при биологической очистке с нитрификацией в зависимости от нагрузки на активный ил принимают по таблице В.2[2], или по таблице 4.11.
Таблица 4.11 – Удаление аммонийного азота при биологической очистке с нитрификацией в зависимости от нагрузки на активный ил
Нагрузка на активный ил, кг БПК5/кгсут |
0,15 |
0,12 |
0,09 |
0,06 |
Остаточное содержание аммонийного азота, мг/дм3 |
5,0 |
1,0–3,0 |
0,6–0,8 |
0,4–0,5 |
2) Определяется соотношение
По таблице 7.12 [2] в зависимости от соотношения определяется соотношениедля варианта с предварительной денитрификацией. В соответствии с п.7.6.17.5 [2] отношение объема денитрификатора к общему объему технологических емкостных сооружений с активным илом менее чем 0.2 не рекомендуется. При значениях менее 0,2 ,принимается.
3) Объем технологических сооружений с активным илом рассматривается как сумма объемов сооружений , предназначенных для деструкции органических веществ, нитрификации и денитрификации. Объем для анаэробной емкости для удаления фосфора определяется отдельно.
Объем технологических сооружений с активным илом Vобщ, м3, определяется по формуле:
(4.53)
где |
- |
доза ила, г/дм3, принимаемая по таблице 7.5 [2] в зависимости от цели обработки сточной воды. На станциях очистки сточных вод с предварительным отстаиванием в первичных отстойниках при очистке с нитрификацией и денитрификацией | |
|
- |
возраст активного ила, сут. Определяется в зависимости от цели обработки сточной воды, соотношения нагрузки по органическим загрязнениям и температуры сточных вод по таблице 7.11 [2]. Определяется нагрузку по органическим загрязнениям qорг, кг/сут , по формуле: (4.54) Принимается температура стоных вод Т=10о- 12оС, и определяется возраст активного ила tTS ,сут. | |
|
- |
прирост активного ила, мг/л. В соответствии с пунктом 7.6.19 [2] при возрасте активного ила от 4 до 25 суток и температуре иловой смеси 10-12оС, прирост активного ила принимается по таблице 7.15[2] в зависимости от соотношения ben/Len учетом коэффициента Ki по формуле: (4.55) |
4)Уточняется нагрузка на ил, которая должна быть не более 0,15 (смотри таблицу 7.14 [2]).
Нагрузка на ил , кг/м3сут., определяется по формуле:
(4.56)
5) Определяется объем зоны денитрификации (аноксидной зоны)
6)Определяется требуемая степень рециркуляции возвратного активного ила из вторичных отстойников по формуле:
(4.57)
где |
- |
концентрация аммонийного азота, подлежащая нитрификации, | |
|
- |
концентрация нитратного азота в сточной воде после вторичных отстойников, |
7) Определяется требуемая степень денитрификации по удаляемому азоту при предварительной денитрификации 7.48 [2] по формуле :
(4.58)
8) Определяются расходы циркуляционного активного ила из вторичных отстойников Qi ,м3/ч, и расход иловой смеси Qiсм,м3/ч:
(4.59)
(4.60)
9) Для удаления из сточных вод соединений фосфора биологическим методом, в соответствии с пунктом 7.6.18.2 [2], предусматриваются технологические емкости после первичного отстаивания, вместимость которых определяется из условия времени контакта от 0,5 до 0.75 ч при максимальном притоке с учетом расхода циркуляционного расхода активного ила.
Принимаем нахождение сточных вод в анаэробной зоне - 0,5 ч. Тогда объем анаэробной зоны составит:
(4.61)
10) Общий объем емкостного сооружения с активным илом для удаления азота и фосфора V, м3 составит:
(4.62)
В качестве емкостного сооружения с активным илом принимаются аэротенки различных типов.
11) Принимается типовой аэротенк и определяется объем одной типовой секции - Wсек,м3.
Определяется количество секций аэротенков:
шт. (4.63)
Количество секций округляется в меньшую сторону.
12) Определяется действительный объем одной проектируемой секции:
(4.64)
13) Определяется длина аэротенка:
м, (1.67)
где - количество коридоров в аэротенке,
–ширина коридора, м ,
–рабочая глубина коридора, м.
10) Принимается конструктивное решение по разбивке емкости аэротенка на зоны денитрификации, аноксидную зону и зону нитрификации сточных вод.
Общий объем емкостного сооружения с активным илом для удаления азота и фосфора составляет:
(4.68)
При принятых N секциях аэротенка в каждом аэротенке зоны составят следующие объемы:
(4.69)
Каждая зона в аэротенке отделяется поперечной перегородкой.
11) Определяется длина каждой зоны по формуле:
(4.70)
Схема сооружений биологической очистки с учетом необходимого удаления азота и фосфора представлена на рисунке 4.6.
Rсм
Анаэробная зона,V ан,м3
Аноксидная зона, Vd,м3
Зона нитрифи-кации,VN,м3
Вторичный отстойник
Ri
Рисунок 4.6 - Схема сооружений биологической очистки с учетом необходимого удаления азота и фосфора.
12)Определяется удельный расход воздуха в аэротенке:
, м3О2/м3, (4.71)
где – удельный расход О2, принимаемый при очистке до БПК5 15–20мг/л – 1.1 мг/мг снятой БПК5,
– коэффициент учитывающий тип аэратора, определяется в зависимости от отношения площади аэрируемой зоны к площади аэротенка. В качестве аэраторов в аэротенках применяем аэраторы из дырчатых труб. Для мелкопузырчатой аэрации принимается в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны () и аэротенка () по таблице 4.11.
Соотношениеследует принимать в пределах (0.3 - 0.75). Принимаем, тогда
Таблица 4.11 - Параметры для расчета удельного расхода воздуха в зависимости от соотношения
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.75 | |
1.47 |
1.68 |
1.89 |
1.94 |
2.0 |
2.13 | |
0.59 |
0.64 |
0.66 |
0.72 |
0.77 |
0.88 | |
,м3/(м2 ч) |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
75 |
– коэффициент зависящий от глубины погружения аэратора , м, и принимаемый по таблице 4.12.
Таблица 4.12 - Параметры для расчета удельного расхода воздуха в зависимости от глубины погружения аэратора .
,м |
0.9 |
1 |
3 |
4 |
5 |
6 |
0.9 |
1 |
2.08 |
2.52 |
2.92 |
3.3 | |
,м3/(м2 ч) |
28 |
24 |
4 |
3.5 |
3 |
2.5 |
Глубина погружения аэратора,м, определяется из выражения
,м. (4.72)
– коэффициент качества воды, учитывающий скорости переноса кислорода в иловой смеси и скорости его в чистой воде. Для городских сточных вод , а при наличии в них СПАВ – в зависимости от соотношенияпо таблице 4.11;
– коэффициент , учитывающий температуру сточных вод, который определяется по формуле:
, (4.73)
где – среднемесячная температура сточной воды за летний период, 0С. Принимаемаем , тогда
– растворимость кислорода воздуха в воде:
мг/л, (4.74)
– растворимость О2 в воде в зависимости от температуры и давления, определяемая по таблице 4.13.
Таблица 4.13 - Растворимость О2 в чистой воде при давлении 0.1 МПа
Tw, , oС |
16 |
18 |
20 |
|
,мг/л |
9.82 |
9.4 |
9.02 |
- средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л,
Определяется общий расход воздуха по формуле:
(4.75)
13) Определяем интенсивность аэрации:
м3/(м2·час), (1.76)
где Fair – площадь зоны аэрирования(зоны нитрификации), м2 .определяемая по формуле
(1.77)
Полученная интенсивность аэрации должна быть в пределах: ,
где ,– определяется по таблице 4.11, 4.12 в зависимости от.
Если условие не выполняется, принимается интенсивность аэрациим3/(м2·час), и определяется необходимый расход воздуха :
м3/·ч
Перемешивание сточных вод с активным илом в анаэробной и аноксичной зонах предусматривается механическими мешалками.
1 – канал циркуляционного активного ила; 2 – циркуляционный активный ил; 3 – подача сточных вод после первичного отстаивания; 4 – аэротенк; 6 – соединительный канал; 7 – очищенная вода с активным илом на вторичные отстойники; 8 – очищенная вода с активным илом; 9 – сырая вода; 10 – канал биологически очищенных сточных вод; 11 – нижний канал сырой воды; 12 – верхний канал сырой воды
Рисунок 4.7 – Схема трехкоридорного аэротенка
По таблицам или графикам технических характеристик подбираются воздуходувки (таблица 4.14).
Таблица 4.14 Технические характеристики воздуходувок марки ТВ
Тип воздуходувки |
Производительность, тыс. м3/ч |
Давление, МПа |
Мощность двигателя, кВт |
ТВ-42-1.4 |
2,5 |
0,14 |
46 |
ТВ-50-1.6 |
3,6 |
0,16 |
71 |
ТВ-50-1.9 |
3,6 |
0,195 |
130 |
ТВ-80-1.4 |
6 |
0,142 |
89 |
ТВ-80-1.6 |
6 |
0,163 |
135 |
ТВ-80-1.8 |
6 |
0177 |
155 |
ТВ-175-1.6 |
10 |
0,163 |
210 |
ТВ-200-1.4 |
12 |
0,14 |
172 |
ТВ-300-1.6 |
18 |
0,16 |
350 |
.