4 Опис технологічної схеми

В роботі розглянута технологічна схема каналізаційних очисних споруд м.Селидове, яка представлена на кресленні ПД.064429.14.01.СТ, а специфікація в додатку А.

Стічні води на КОС надходять каналізаційними насосними станціями і проходять через решітки з ручним очищенням (1), де звільняються від великих забруднень.

В схемі планується провести заміну решіток з ручним видаленням на решітки-дробарки. Введення саме решіток-дробарок має такі переваги: компактність, можливість повної автоматизації процесу і більш кращими санітарними умовами, так як практично повністю виключається контактування обслуговуючого персоналу з відкидами.

Після решітки стічні води подаються в горизонтальні піскоуловлювачі з круговим рухом рідини (2), для виділення піску та інших мінеральних домішок.

Пісок з піскоуловлювачів видаляється на піскові майданчики гідроелеваторами. З піскоуловлювачів стоки направляються в біокоагулятори (3), що працюють на станції за схемою первинних вертикальних відстійників [9].

Після біокоагуляторів стічні води надходять в первинні вертикальні відстійники (4) для затримання завислих речовин. Ефект прояснення стічних вод у первинних вертикальних відстійниках повинен становити 30-40 %. Концентрація завислих речовин у проясненій воді після первинних відстійників не повинна перевищувати 100 мг/дм³ при подачі її в аеротенки.

Осад з відстійників, за рахунок гідростатичного натиску, видаляється в резервуар сирого осаду (12), звідки насосами (19) перекачується на мулові майданчики, які розташовані за межами комплексу очисної станції.

Прояснені стоки після первинних вертикальних відстійників надходять в аеротенк-витиснювач (5) для біологічного очищення, який наведений на кресленні ПК.064429.14.02 АТ, а специфікація в додатку Б. В аеротенк подається активний мул із вторинних відстійників і повітря від повітродувної станції. Суміш активного мулу і стічних вод з аеротенків направляється у вторинні радіальні відстійники (7), де відбувається відділення активного мулу від очищених стоків.

Очищені стічні води після вторинних відстійників надходять до контактних резервуарів (22) для знезараження. Знезараження очищених стоків проводиться хлором для знищення збудників інфекційних захворювань в контактних резервуарах, при часі контакту хлорної води зі стічною водою не менше ніж 0,5 години. В роботі буде спроектована заміна хлору на гіпохлорит натрію. Процес приготування гіпохлориту простіший за підготування хлору для знезараження, а його окислювальна здатність не менша.

В якості контактних резервуарів на очисній станції міста Селидове застосовані чотири горизонтальних, прямокутних у плані, відстійника.

Пісок з піскоуловлювачів зневоднюється на піскових майданчиках (23), а сирий осад і надлишковий активний мул зневоднюються на мулових майданчиках.

Очищені і знезаражені стічні води скидаються в річку Солону [9].

5 Матеріальний баланс процесу очищення стічних вод

Для розрахунку матеріального балансу технологічного процесу приймаються наступні вихідні дані:

Продуктивність установки – Q_СВ = 5000 м³/доб = 208,3 м³/год. Вміст шкідливих речовин у стічній води перед очищенням: С_{зав.час.}= 250 г/м³; БСК = 250 г/м³; С_{азот.ам.}= 58 г/м³.

Спочатку визначимо масу стічних вод, що надходить на біохімічну установку:

_, (5.1)

кг/год.

Розрахуємо кількість речовин, що містяться у стічній воді. Маса завислих речовин знайдемо за наступною формулою:

(5.2)

Щоб знайти масу органічних речовин, припустимо, що

Тоді маса органічних речовин буде дорівнювати:

_(5.3)

m_{орг.реч.}=208,3∙250=52075,0 г/год=52,01 кг/год.

Знайдемо масу азоту амонійного у очищуваній воді:

_(5.4)

m_{азот ам.}= 208,3∙58 = 12081,4 г/год = 12,1 кг/год.

Стічна вода, що потрапляє на каналізаційні очисні споруди, після очищення від крупних забруднень, потрапляє на піскоуловлювачі для відділення піску та інших мінеральних домішок. Ефективність очищення в пісковловлювачі складає 20 % (Е = 20 %), а вологість осаду – 60 % (φ = 60 %). Маса завислих часток, що осіли, розраховують за формулою:

_(5.5)

Маса часток, що залишились у воді становить:

(5.6)

Тоді маса вологого осаду становить:

(5.7)

Маса проясненої води після видалення вологого осаду:

(5.8)

Результати розрахунків заносимо до таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 - Матеріальний баланс пісковловлювача

Прихід	Кг/год	Витрата	Кг/год
Вихідна стічна вода у т.ч.: завислі частки органічні речовини азот амонійний.	208300,0 52,10 52,10 12,10	Прояснена стічна вода у т.ч.: завислі частки органічні речовини азот амонійний.	208273,95 41,68 52,10 12,10
		Вологий осад у т.ч.: завис.часточки вода	26,05 10,42 15,63
Усього	208300,0	Усього	208300,0

Далі очищувана вода потрапляє у первинний відстійник. Ефективність очищення у відстійнику складає 50 % (Е = 50 %), а вологість осаду – 95 % (φ = 95 %). Маса завислих часток, що осіли розраховують за формулою (5.5):

Маса завислих часток, що залишились у воді розраховують за формулою (5.6):

Маса вологого осаду розраховуємо за формулою (5.7):

Масу води, що вийшла з первинного відстійника, розраховують за формулою (5.8):

Результати розрахунків заносимо до таблиці 5.2.

Таблиця 5.2 - Матеріальний баланс первинного відстійника

Прихід	Кг/год	Витрата	Кг/год
1. Стічна вода після піскоуловлювача у т.ч.: завислі частки органічні речовини азот амонійний.	208273,95 41,68 52,10 12,10	1. Прояснена стічна вода у т.ч.: завислі частки органічні речовини азот амонійний	207857,15 20,84 52,10 12,10
		2. Вологий осад	416,80
Усього	208273,95	Усього	208273,95

Перевіримо, чи задовольняє очищення у первинному відстійнику умовам подачі води у аеротенк (С_{зав.час.} не більше 100 г/м³).

(5.9)

де m_{зав.час.} – маса завислих часток, що залишились у воді, кг/год, m_{зав.час.} =20,84 кг/год;

V_СВ – об’єм стічних вод, м³/год, V_СВ= 207,86 м³/год.

Із отриманого значення видно, що умови очищення у первинному відстійнику дотримуються.

Далі очищувана вода потрапляє на біологічне очищення в аеротенк.

Кількість зворотного активного мулу, необхідного для біологічного очищення знаходять за формулою:

(5.10)

де Д_АМ – доза активного мулу, кг/м³; Д_АМ = 1,5 кг/м³.

Маса вологого активного мулу (φ = 98 %) становить:

(5.11)

Під час біохімічного очищення деяка кількість активного мулу приростає. Приріст активного мулу обчислюють за наступною формулою:

, (5.12)

де P_i - приріст активного мулу, г/м³;

C_cdp — концентрація завислих речовин в стічній воді, що надходить в аеротенк, г/м³, C_cdp= 100,2 г/м³;

K_g — коефіціент приросту (для міських і близьких до них по складу виробничих стічних вод K_g = 0,3);

L_en — БСК стічної води, що надходить в аеротенк, г/м³, L_en= 250 г/м³.

Маса активного мулу, що приростає, наступна:

(5.13)

Ефективність очищення в аеротенку складає 96 % (Е = 0,96). Тоді масу видаленого амонійного азоту розраховують за формулою:

(5.14)

Маса видалених органічних речовин становить:

(5.15)

Масу завислих часток у воді після аеротенку, розраховують за наступною формулою:

(5.16)

Результати розрахунків заносимо до таблиці 5.3.

Таблиця 5.3 – Матеріальний баланс в аеротенку

Прихід	Кг/год	Витрата	Кг/год
1. Вода після первинного відстійника у т.ч.: завислі частки органічні речовини азот амонійний.	207857,15 20,84 52,10 12,10	Вода після біохімічного очищення у т.ч.: завислі частки органічні речовини азот амонійний	223417,23 364,85 2,08 0,48
2. Зворотний активний мул у т.ч.: активний мул вода	15589,50 311,79 15277,71	2. Видалені речовини у т.ч.: органічні речовини азот амонійний	50,02 11,62
3. Приріст активного мулу	32,22
Усього	223478,87	Усього	223478,87

Щоб з’ясувати чи задовольняє очищення в аеротенку вимогам (С_{орг.реч.} не > 15 г/м³; С_{азот ам.} не > 2 г/м³) розрахуємо концентрацію цих речовин у воді після біохімічного очищення. Концентрація органічних речовин в очищеній воді розраховуємо за формулою:

(5.17)

Концентрація амонійного азоту така:

(5.18)

Відділення очищеної води від активного мулу відбувається у вторинному відстійнику. Ефективність відділення при цьому складає 87 % (Е = 0,87), а вологість осаду 98 % (φ = 98 %).

Маса мулу та завислих часток, що осіли, розраховують за такою формулою:

(5.19)

Тоді маса вологого осаду буде дорівнювати:

_(5.20)

Масу води, що виходить з вторинного відстійника, розрахувують за формулою:

(5.21)

Маса активного мулу, що залишився у воді, буде такою:

(5.22)

Результати розрахунків заносимо до таблиці 5.4.

Таблиця 5.4 – Матеріальний баланс вторинного відстійника

Прихід	Кг/год	Витрата	Кг/год
1. Вода після аеротенку у т.ч.: завислі частки органічні речовини азот амонійний.	223417,23 364,85 2,08 0,48	1. Очищена вода у т.ч.: дисперсні частки органічні речовини азот амонійний	207546,23 47,43 2,08 0,48
		2. Вологий осад у т.ч.: активний мул волога	15871,00 317,42 15553,58
Усього	223417,23	Усього	223417,23

Для остаточного знешкодження вод перед скиданням у водойми, їх направляють в контактні резервуари. В контактних резервуарах воду обробляють розчином гіпохлориту натрія (1 %-им).

Маса активного хлору, необхідного для знезараження знаходять за формулою:

(5.23)

де Д_{акт.хлор} – доза активного хлору, г/м³.

Маса розчину гіпохлориту натрія, необхідного для знезараження, така:

(5.24)

.

Маса активного хлору, що залишиться в очищеній воді становить:

_(5.25)

де С_{зал.хлор} – концентрація залишкового хлору.

Маса води, що скидається у водойму розраховують за формулою:

(5.26)

Результати розрахунків заносимо до таблиці 5.5.

Таблиця 5.5 – Матеріальний баланс контактних резервуарів

Прихід	Кг/год	Витрата	Кг/год
1. Вода після вторинного відстійника у т.ч.: дисперсні частки органічні речовини азот амонійний.	207546,23 47,43 2,08 0,48	1. Очищена вода у т.ч.: дисперсні частки органічні речовини азот амонійний залишковий хлор	207607,92 47,43 2,08 0,48 0,31
2. Розчин гіпохлориту натрія у т.ч.: активний хлор	62,00 0,62
		2. Втрати хлору на окислення	0,31
Усього	207608,23	Усього	207608,23