Методические указания для выполнения курсового проекта «Технология очистки сточных вод от гексанорастворимых продуктов» (стр. 4 из 8)

После определения величины В определяется фактическая скорость (v_ср, мм/с) в проточной части отстойников:

, мм/с. (4.23)

Ширина (В ) принимается 3-9 м, а длина не более 10Н₀. Расчетное количество отстойников или секций не менее двух.

При расчете осадочной части отстойника следует исходить из расчетного накопления осадка и принятой частоты его удаления.

В отстойниках для механической очистки поверхностного стока, как в нефтеловушках и в первичных отстойниках городских очистных сооружений, должны быть предусмотрены устройства для задерживания и периодического удаления всплывающих примесей (в основном нефтепродуктов и масел) и накапливающегося осадка. Удаляемые с поверхности отстойника всплывающие примеси отводятся в сборники, где выдерживаются в течение нескольких суток для отделения нефтепродуктов. Частично осветленные и обезвоженные нефтепродукты, в зависимости от их качества, должны направляться на утилизацию или сжигание, а отделившаяся вода или шлам возвращаться в отстойник.

Расчет тонкослойных отстойников

Перед началом расчета тонкослойных отстойников, которые работают по противоточной схеме (рис. 4.1), принимают: высоту яруса по вертикали h_в, угол наклона пластин к горизонту α, скорость движения потока в межполочном пространстве v, количество секций N^ф и строительную ширину одной секции отстойника B. Высоту яруса по вертикали h_в принимают 0,2-0,025 м (при высоких начальных концентрациях взвешенных веществ рекомендуется принимать большие значения). Для лучшего сползания осадка с поверхности пластин или труб их целесообразно устанавливать в блоках под углом α = 55-60⁰. Скорость движения потока v в межполочном пространстве принимают не больше 10 мм/с. Ширину тонкослойного отстойника B_bl принимают конструктивно (2-6 м), исходя из строительной ширины секции отстойника B, размеров материала листов блоков и условий их монтажа. Количество секций отстойника N^ф должно быть не меньше двух (если принять минимальное число отстойников (N^ф= 2), то максимальный расчетный расход очищаемых сточных вод следует увеличить в 1,2-1,3 раз).

Рис. 4.1 – Схема тонкослойного отстойника

Длина пластин тонкослойного блока должна составить:

L_bl = v∙ h_н∙ K_з/u₀, м, (4.24)

где K_з = 1,2-1,5 – коэффициент запаса.

Гидравлическая крупность частичек занавеса u₀, которые подлежат задержанию в тонкослойных отстойниках, должна определяться в слое, равном высоте яруса h_в. При отсутствии таких данных при очистке городских сточных вод для расчетов можно принимать u₀ = 0,15-0,2 мм/с.

Далее определяют фактическую производительность одной секции отстойника по формуле:

q_set^ф = Q/N^ф, м³/ч. (4.25)

Высота яруса отстойника по нормали составляет:

H_н = h_в∙ cos α, м, (4.26)

а количество ярусов в отстойнике:

n = H_bl / h_н, шт. (4.27)

Высота пластин тонкослойного блока (см. рис. 4.1), которая определяется по формуле:

h₂ = L_bl sin α, м, (4.28)

не должна превышать 1-2 м.

При определении строительной высоты отстойника, кроме высоты пластин h₂, также учитывают: высоту борта отстойника h_б = 0,3 м, высоту слоя воды над полками h₁ = 0,1-0,5 м, высоту зоны, от которой зависит равномерность распределения воды между ярусами h₃ = 0,2-0,5, высоту нейтрального слоя h₄ = 0,1-0,2 м, а также высоту слоя осадка h₅ = 0,3 м.

Основные конструктивные размеры тонкослойных отстойников торцевого типа НИИ КВОВ АКХ рекомендует определять по следующим формулам:

площадь сечения отстойника , м²:

ω = Q/3,6 v_bl; (4.29)

общая длина отстойника , м:

L = l₁ + l_bl + l₂; (4.30)

общая ширина отстойника , м:

B = ω/H_bl, (4.31)

где Q - расчетный расход, м³/ч;

v_bl - средняя скорость рабочего потока, мм/с;

l₁ - длина приемной камеры, принимается 1-1,5 м;

l_bl - длина тонкослойных элементов, принимается 1,5-3 м;

l₂ - длина выходной части отстойника, принимается 0,5-1 м;

H_bl - высота тонкослойных блоков, принимается 1-1,5 м.

Средняя скорость рабочего потока в зависимости от требуемой степени очистки поверхностного стока городских территорий от взвешенных веществ, иными словами, эффекта осветления, при принятой длине тонкослойных элементов принимается по прил. 6.

Определив конструктивные размеры тонкослойного отстойника исходя из обеспечения необходимой степени очистки по взвешенным веществам, следует провести поверочный расчет эффективности очистки поверхностного стока от нефтепродуктов. При этом эффективность задержания нефтепродуктов в тонкослойном отстойнике, в зависимости от длины тонкослойных элементов и скорости движения жидкости, проверяется по прил. 7.

Количество осадка Р_ос, м³/ч, выделяемого в отстойных сооружениях, следует определять исходя из концентрации взвешенных веществ в поступающем стоке С₀ и концентрации взвешенных веществ в отстойном стоке С_оч по формуле:

Р_ос = Q(С₀ – С_оч) / (100 – b)∙ γ∙ 10⁴, (4.32)

где Q – расход сточных вод, м³/ч;

b – влажность осадка, (50-60 %);

γ – плотность осадка, (2-2,3г/см³).

4.4. Расчет аккумулирующей емкости

При накоплении стока в аккумулирующей емкости происходит усреднение его состава, а при последующем выдерживании перед опорожнением - удаление из стока основной массы нерастворенных примесей.

Годовое количество дождевых W_д и талых W_т вод в м³, стекающих с 1 га площади водосбора, определяется по формулам:

W_д = 10∙h_д∙ψ_д; (4.33)

W_т = 10∙h_т∙ψ_т, (4.34)

где h_д – слой осадков в мм за теплый период года;

h_т – слой осадков в мм за холодный период года (определяет общее годовое количество талых вод) или запас воды в снежном покрове к началу снеготаяния (определяет количество талых вод в весеннее половодье);

ψ_д, ψ_т – общий коэффициент стока дождевых и талых вод соответственно. Значение ψ_т принимается в пределах 0,5-0,7, а ψ_д определяется как средневзвешенная величина для всей площади водосбора с учетом средних значений коэффициентов стока для различного рода поверхности (последние могут приниматься для водонепроницаемых покрытий в пределах 0,6-0,8, для грунтовых поверхностей 0,2, для газонов 0,1).

Рабочий объем аккумулирующей емкости W в м³ для дождевого стока определяется по формуле:

W = 10∙h_д∙F∙ψ_д; (4.35)

где h_д – максимальный слой осадков за дождь в мм, сток от которого аккумулируется в полном объеме; величина h_д для промпредприятий первой группы принимается обычно в пределах 10-15 мм, а для промпредприятий второй группы равной среднему суточнуму максимуму осадков;

ψ_д – общий коэффициент стока дождевых вод, в зависимости от вида поверхности принимается 0,1-0,8.

Общее годовое количество поливо-моечных вод W_м в м³, стекающих с территории промплощадок, определяется по формуле:

W_м = 10∙m∙k∙F_м∙ψ_м; (4.36)

где m – расход воды на одну мойку дорожных покрытий (составляет 1,2-1,5 л/м²);

ψ_м – коэффициент стока (может быть принят 0,5);

k – среднее количество моек в году;

F_м – площадь покрытий, подвергающихся мокрой уборке, га.

Аналогично определяется рабочий объем аккумулирующей емкости в м³ для талого стока, величина h_м может быть принята 25-30 мм, ψ_м – 0,5-0,7.

Средняя продолжительность сухой погоды при слое осадков ≥ 5 мм составляет до 10 суток.

В зависимости от состава примесей, накапливающихся на территории промплощадок и смываемых поверхностным стоком, промышленные предприятия и отдельные его участки можно разделить на две группы.

К первой группе относятся предприятия черной металлургии (за исключением коксохимпроизводства), машино- и приборостроительной, электротехнической, угольной, нефтяной, легкой, хлебопродуктовой, молочной, пищевой промышленности, серной и содовой подотраслей химической промышленности, энергетики, автотранспортные предприятия, речные порты, ремонтные заводы, а также отдельные производства нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических предприятий, на территорию которых не попадают специфические загрязнения.

Средние концентрации основных примесей в стоке дождевых вод на этих предприятиях могут быть приняты:

- по взвешенным веществам 500-2000 мг/л, при этом более высокие значения относятся к предприятиям с интенсивным движением автотранспорта;

- по нефтепродуктам 30-70 мг/л для предприятий с интенсивным движением автотранспорта и значительным потреблением горюче-смазочных материалов и 10-30 мг/л для остальных (исключение составляют предприятия нефтяной промышленности, где содержание нефтепродуктов в поверхностном стоке может достигать 0,5 г/л за счет сброса совместно с атмосферными водами некоторых видов производственных сточных вод);

- по ХПК и БПК 100-150 мг/л и 20-30 мг/л соответственно в пересчете на растворенные примеси, а с учетом диспергированных примесей эти показатели увеличиваются в 2-3 раза;