
- •Предисловие
- •§ 1. Виды сточных вод и состав загрязнений
- •§ 3. Расчет необходимой степени очистки сточных вод
- •§ 4. Примеры расчетов
- •§ 5. Усреднители
- •§ 6. Решетки
- •§ 8. Отстойники и осветлители
- •§ 10. Примеры расчетов
- •Глава 3. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
- •§ 11. Поля фильтрации и поля орошения
- •§ 12. Биологические пруды
- •§ 13. Аэротенки
- •§ 14. Циркуляционные окислительные каналы
- •§ 15. Биологические фильтры
- •§ 16. Примеры расчетов
- •§ 17. Нейтрализация
- •§ 18. Окисление
- •§ 19. Коагуляция
- •§ 20. Сорбция
- •§ 21. Флотация
- •§ 22. Ионный обмен
- •§ 23. Примеры расчетов
- •Глава 5. ДЕЗИНФЕКЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД
- •§ 24. Дезинфекция сточных вод хлором
- •§ 25. Дезинфекция сточных вод озоном
- •§ 26. Примеры расчетов
- •Глава 6. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ
- •§ 28. Аэробные стабилизаторы
- •§ 29. Вертикальный и радиальный илоуплотнители
- •§ 30. Флотационный илоуплотнитель
- •§ 33. Расчет сооружений по обработке осадка Ново-Люберецкой и Люберецкой станций аэрации
- •§ 34. Примеры расчетов
- •Список литературы
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
rде С~on -nредельно доnускаемая коицентрация расчетиого веще
ства.
Концентрация каждого из растворенных вредных ве
ществ Со в очищенных сточных водах может быть опре
делена из выражения
(1.18)
где С~т -максимальная доnускаемая концентрация расчетного ве
щества, вычисляемая no формуле (1.17) с учетом максимальной кон центрации и ПДК всех компонентов, относящихся к одной группе
ЛПВ; С~ -концентрация определенного вещества в воде водоема
до сброса стоков.
При очистке сточных вод различные вредные вещест
ва определенной группы ЛПВ очищаются неодинаково. Для расчета степени очистки по вредным веществам в
первую очередь должна определяться степень очистки
того вещества, которое наиболее трудно извлекается.
Степень очистки этого вещества в процентах можно уста новить по формуле
|
i |
|
п-1 ~ С~ |
|
|
1 --- |
-- |
|
n |
ci |
|
|
ДОП |
|
8= 1- |
1 |
(1.19) |
100. |
l
_1 ~ С~т
n с'доп
1
Поскольку остальные вещества данной группы ЛПВ
имеют более высокий эффект очистки, то выражение
(1.16) будет всегда выполняться.
§ 4. Примеры расчетов
Пример 1.1*. Определить концентрации загрязнений в бытовых
сточных водах nри норме водаотведения 250 л на одного человека
в сутки. |
";~ |
Решение. Расчеты проводятся в соответствии с рекоменда·циями |
|
СНиП 2.04.03-85 (табл. 25), для чего в формулу (1.1) |
nоочередно |
следует nодставпять значения норм загрязнений по каждому nока
эателю.
• Примеры 1.1-1.3 составлены канд. техн, наук доц, Т, А. Ка
рюхиной.
12
Получаем следующие концентрации загрязнений, мг/л:
Взвешенные вещества . . . |
260 |
БПКаопи . . , , . • • . |
300 |
БПКs . . . . . . . . . |
216 |
Азот аммонийных солеА . . . |
32 |
Фосфаты (в пересчете на Р~О~) |
13 |
Хлориды . • . . . . . . . |
36 |
Сточная вода с концентрацией взвешенных веществ н БПI<nопи |
|
более 250 мг/л может быть отнесена к разряду |
концентрированных |
стоков.
Пример 1.2. Определить, требуется ли добавка биогенных эле
ментов для обработки бытовой сточной воды биологическим nутем.
Решение. Требуемое минимальное число биогенных элементов
определяется соотношением, указанным в СНнП 2.04.03-85, т. е.
БПКпопн: N : Р= 100: 5: 1.
В бытовых водах соотношение этих величин может быть под
считано из норм заrрязненнй на одного жителя. При этом следует учесть, что на сооружения билагической очистки сточная вода, как правило, nостуnает после nрохождения сооружений механнческой
очистки, в результате чего коицентрация фосфатов nоннжается nри
мерно на 20-30 %.
БПКпопн осветленной воды находят из нормы 40 г/сут на 1 чел. Количество аммонийного азота составляет 8 мг/л. При под
счете концентрации фосфора учитывают эффективность отстаивания в лервичиых отстойниках и, кроме того, nроизводят лересчет с кон
центрации в единицах P 20s наР, т.е. 3,3 ·0,7·0,437=1,01 |
г/сут |
на |
||
1 чел., где 0,437- отношение двух атомных масс |
фосфора (62) |
к |
||
молекулярной массе фосфорного ангидрида (142) . |
|
|
|
|
Таким образом, в бытовой воде, nостулающей на биохимическую |
||||
очистку, будем |
иметь: БПКпопн: N: Р=40 : 8: 1,01 |
или, |
nринимая |
|
БПКпопи за 100, |
лолучим БПКпопн : N: Р-100: 20: 2,5. |
|
|
|
На каждые |
100 мг/л БПКпопн в воде будет 20 |
мr/л |
аммоний |
ного азота н 2,5 мг/л фосфора. Это больше, чем минимально доnу стимые количества, и nоэтому добавки биогенных элементов в бы
товые воды не требуется. Результат расчета справедлив при любой
норме водопотребления.
Пример 1.3. В бисхимически очищенной воде найдено 1,5 мr/л азота нитритов и 10 мг/л нитратов. Определить запас химически
связанного кислорода, обесnечивающего компенсацию остаточной
БПК воды, а следовательно, стабильность очищенной воды.
Решение. Подсчитаем количество кислорода, которое выделяется
в результате денитрификации нитритного н нитратного азотов:
2HN02 = Н10 +N2 + 30;
2НNОз = Н20 + N1 +50.
На 1 атом азота нитритов nриходится 1,5 атома выделяющегося
кислорода, или 1,71 мг 0 2 |
на 1 |
мг N, а на 1 атом азота нитратов- |
2,5 атома кислорода, или |
2,86 |
мг О2 на 1 мг N. Следовательно, за· |
пас связанного кислорода в очищенной воде составляет 1,71·1 ,5+
+2,86·10-31,2 мг/л.
Вода с таким содержанием нитритов и нитратов стабильна, так
как в ней очень высок заnас связанного кислорода.
Пример 1.4. Оnределить концентрацию загрязнений по взве-
13
шенным веществам и по БПКподк в сточных водах, поступающих на
городские |
очистные |
сооружения. В городе имеется два района с |
|
различной |
степенью |
благоустройства. Норма водаотведения для |
|
первого района 150 |
л/(чел.-сут), а для второго |
300 л/(чел.-сут). |
|
В городе |
находятся |
хлопчатобумажный комбинат, |
химико-фарма |
цевтический и машиностроительный заводы. Расход бытовых сточ
ных вод, поступающих из первого района, 18000 м3/сут, из второго
40 000 м3/сут. Расход производственных сточных вод, м3/сут, по
ступающих в городскую канализационную сеть, составляет от хлоп
чзтобумажноrо комбината 15 000, химико-фармацевтического завода
3000 н машиностроительного завода 6000; коицентрация загрязне
ний, мг/л, по взвешенным веществам и по БПКподн равна в сточных водах хлоnчатобумажного комбината 150 и 250, химико-фармацев
тического завода 100 и 1200, машиностроительного завода 200 и 100. Решение. По СНиП 2.04.03-85 (табл. 25) содержание загрязне ний в бытовых водах в расчете на одного жителя составляет по
взвешенным веществам 65 r/сут и по БПКпод11 75 r/<-ут. Определим концентрацию загрязнений в бытовых водах по
формуле (1.1):
по взвешенным веществам: для первого района Pta=65-1000/ /150=433 мг/л; для второго Р2.=65-1000/300=217 мг/л;
по БПКподн: для первого района Ршлк=75-1000/150=500 мr/л;
для второго Р2влк=75- 1000/300=250 мг/л.
Вычислим по формуле (1.2) концентрации загрязнений в сточ
ных водах, поступающих на городскую очистную станцию:
по взвешенным веществам
433· 18 000 + 217-40 000 + 150·15 000 + |
100·3000 |
+ |
|
Рсм.взв = |
18 000 + 40 000 + 15 000 + 3000 + |
6000 |
|
|
200-6000 |
|
|
+ 18000+4ОООО+15ООО+ЗООО+6ООО = 247 мr/л; |
|
||
ПО БПКполн |
|
|
|
500·18 000 + 250-40 000 + 250·15 000 + 1200-3000 |
+ |
||
рсм.БЛК = |
!8 000 + 40 000 + 15 000 + 3000 + 6000 |
||
+ 18 000 + |
100-6000 |
|
|
40 000 + 15 000 + 3000 + 6000 = 329 мr/л. |
|
Пример 1.5. По данным rндрометеородоrнческой службы сред
немесячный расход воды в реке nри 95% -ной обеспеченности со ставляет в расчетном створе Q=30 м3/с. На участке реки от места
выпуска сточных вод до расчетного створа средняя скорость тече
ния равна 0,64 м/с при глубине Н= 1,2 м. Извн.1истость русла на участке слабо выражена, т. е. fP= 1. Выпуск сточных вод с расходом q = 0,6 м3/с проектнруется у берега, т. е. ~"" 1. Расстояние от места
выпуска сточных вод до расчетного створа по фарватеру составляет
3,5 км. Определить степень смешения сточных вод в водоеме у рас
четного створа.
Решение. Коэффициент турбулентной диффузии Е находим no
формуле (1.5):
Е= 0,64·1,2/200 = 0,00384.
14
Коэффициент, учитывающий влияние гидравлических факторов
смешения сточных вод, вычисляем по формуле (1.4):
а= 1.1 V3о,оо384;о,в =0,185.
Далее находим |
коэффнuнент смешения сточных вод с во.дой |
|
водоема по формуле (1.3), |
nринимая |
|
|
~~- |
~~- |
f} =е-а r L |
= e-O,t85Y 3500 = O,OOI. |
|
Тогда |
1-0,061 |
|
|
||
а = |
_1_+_(3-0/_;;О_6:,.....)-0.-06-1 ~ О'23 ' |
Кратность разбавления в расчетном створе находим по формуле
(1 6): п- (0,23·30+0,6)/0,6=12,5.
Пример 1.6. Найти разбавление сточных вод для глубинкого
сосредоточенного выпус"а в проточное озеро, если скорость течения v,.=0,02 м/с, средняя глубина в месте выпуска Н=30 м, расчетный
расход сточных вод Q-=0,32 м'/с. РасчетныА створ водоnользования
расположен на расстоянии L = 500 и.
Peшe~tue. Поскольку рассматривается сосредоточенныА выпуск,
то А- 1. Найдем диаметр отверстия выпуска, принимая скорость
.нстечения t•o =2,5 мjс:
|
V ' . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4·0,32 |
|
|
|
|
|
|
do = |
|
3 14 . 2 5 = 0,404 |
м. |
|
|
|
||
Определяя диаметр |
оголовка выпуска |
d 0 =0,4 |
м, |
установим |
||||
фактическую скорость истечения Vc -2,53 м/с. |
|
|
|
|
||||
Теперь вычислим по формуJJе (1.8) параметр Р: |
|
|
|
|||||
р =о, 2/(0,000015·2,53 +0,02) = 0,997. |
|
|
||||||
Далее по формуле (1.9) находим: |
|
|
|
|
|
|||
|
0 •325 ' 30 |
+ |
о 875 =о 884. |
|
|
|||
s = 360 + (0,02/2,53) 105 |
' |
. |
|
|
||||
Нанменьшее разбавление на заданном расстоянии составит no |
||||||||
формуле (1.7): |
|
|
|
|
|
|
|
|
n = 1 (0,2·500/0,4)0•997 ·0•684 = 130. |
|
|
|
|||||
Пример 1.7. В реку с расходом |
Q= 15 м3/с сбрасываются сточ |
|||||||
ные воды с расходом q=О,З м3/с. |
Конuентраuня |
взвешенных |
ве |
|||||
ществ в сточных водах, поступающих на очистную |
станцию, |
С= |
||||||
=200 мг/л. Участок водоема, в который сбрасываются |
очищенные |
сточные воды, относится ко 11 категории водоемов питьевого и куль
турно-бытового водоnользования. Концентрация взвешенных ве
ществ в реке до спуска сточных вод ь ...s r/м3• Коэффициент сме
шения а=0,75.
Решение. Для данного участка водоема доnускаемое увеличе ние содержания взвешенных веществ Р=0,75 r/мэ.
Предельно допустимое содержание взвешенных веществ в
сnускаемых в водоем сточных водах вычисляем по формуле (1.10): m=0,75(0,75·15/О,З+ 1)+5=34 мr/л.
15
Необходимую степень очистки определяем по формуле (1.11 ) :
|
э = (20034) 100/200 = 83 %. |
Пример |
1.8. Найти необходимую степень очистки сточных вод |
no БПКпопн |
для водоема, отнесенного ко 11 категории водоемов |
nитьевого и культурно-бытового водопользования при следующих
условиях. Расход сточных вод q=О,б м3/с, расход воды в водоеме Q=20 м3/с; средняя скорость движения воды в реке tlcp=0,64 м/с; средняя глубина реки Нср-1,2 м, выпуск сточных вод проектируется у берега, следовательно, ~=-1. Расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного створа L=3,5 км; извилистость русла на расчетном участке выражена слабо, т. е. q>= 1. Константа
скорости потребления кислорода сточной водой kст=О,lб; константа
скорости потребления кислорода речной водой kp=O,l, БПКпопн речной воды до места выпуска сточных вод Lp= 1,8 мг/л.
Решение. Коэффициент турбулентности диффузии находим по
формуле (1.5):
Е= 0,64 ·1, 2/200 = 0,00384.
Коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения,
вычисляем по зависимости (1.4):
а= 1·1 3V0,00384/0,6 = 0,185.
Коэффициент смешения -по формуле (1.3):
3 -
1 _ е-0,185V3500
а= ------~-/'_:::. = 0,31.
1 + (20/0,6) е-О,!В5V 3500
Продолжительность nеремещения воды от места выпуска сточ
ных вод до расчетного пункта
t= |
L |
100 000·3,5 |
|
/Vcp= |
86400 . 64 =0,063 |
сут. |
Допустимая БПКпопи сточных вод, сбрасываемых в водоем,
определяется по формуле (1.13):
Lст = |
0,31·20 |
|
(6 |
-1,8·10--О,I·О,ОбЗ) + |
|||
0,6·10 |
-0 |
6 |
о 063 |
||||
|
|
,!•, |
|
|
|
||
|
|
10 |
0 |
6 |
063 |
|
= 51 мг1л. |
|
|
16 |
|
||||
|
+--_-;;-,«~.о".;;:::::;-- |
Пример 1.9. Расход очищенных сточных вод, сбрасываемых в водоем, равен 1 м3/с, расход воды в реке - 40 м3/с. Коэффициент смешения а=0,4. Содержание растворенного кислорода в природной воде до места выпуска сточной 0р=6,5 мг/л. Определить, какова
степень очистки сточных вод по содержанию растворенного кисло-
рода, если БПКпопи сточной воды L~~н = 357 мr/л, а БПКnопи в расчетном створе L ~н =2 мгfл.
Решение. Расчетныif створ водоема по виду водоnользования
относится к источникам для питьевых и культурно-бытовых целей
16