Проектирование водоочистной станции (стр. 3 из 6)

Рис.5. Схема радиального отстойника

1 - входная труба; 2 - отводящая труба; 3 - шламосборник; 4 - канал вывода шлама; 5 - механический скребок

Расчетное значение гидравлической крупности u₀, мм/с,

H_set — глубина проточной части в отстойнике, м; H_set=1,5м

K_set— коэффициент использования объема проточной части отстойника;K_set=0,45

t_set — продолжительность отстаивания, с, t_set=7200с.

n₂ — показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения; для городских сточных вод следует определять по черт. 2.

n₂=0,44, h₁=500мм.

=1,82 мм

Расчетный объем W

W==q_max* t_set=0,05*7200=360м³

F_круг=W/H_set=360/1,5=240м²

,

отсюда следует, что

=17,5

Колличество отстойников рассчитывается по формуле N =

.

Производительность одного радиального отстойника q_set, м³/ч, следует определять исходя из заданных геометрических размеров сооружения и требуемого эффекта осветления сточных вод по формуле

где К_set— коэффициент использования объема, принимаемый по табл. 31;

К_set= 0,5;

D_set — диаметр отстойника, м;

D_set= 17,5 м;

d_en —диаметр впускного устройства, м;

d_en = 0,2 м;

u₀ — гидравлическая крупность задерживаемых частиц, мм/с, определяемая по формуле (30);

u₀ = 1,82 мм;

v_tb —турбулентная составляющая, мм/с, принимаемая по табл. 32 в зависимости от скорости потока в отстойнике v_w, мм/с;

v_tb = 0,05 мм/с;

N =175,5/42,9 =4

Из расчетов видно, что на очистных сооружения будет 4 первичных радиальных отстойников.

Таблица 2.Сравнение отстойников

Параметры	Горизонтальный отстойник	Радиальный отстойник
Количество, шт.	1	1
Длина/ диаметр, м	11,5	17,5
Глубина, м	1,5	1,5
Ширина, м	4,76
Площадь, м2	87,108	240
«+»конструкции	простота конструкции,возможность использования одного сгребающего механизма	Высокий эффект очистки
«-»конструкции	Быстрый износ сгребающего оборудования,большие размеры сооружения	Дорогой с экономической точки зрения

Исходя из полученных расчетов экономически выгоднее использование горизонтального отстойника, если сравнивать размеры сооружений, то предпочтение так же отдается горизонтальному отстойнику.

2.Биологическая отчистка в искусственных условиях

Биологическая очистка основана на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов, в растворе и являются для микроорганизмов источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от загрязнения. Очистные сооружения биологической очистки можно разделить на два основных типа:

сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным;

сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях.

К первому типу относятся сооружения, в которых происходит фильтрование очищаемых сточных вод через почву (поля орошения и поля фильтрации) и сооружения, представляющие собой водоемы (биологические пруды) с проточной водой. В таких сооружениях дыхание микроорганизмов кислородом происходит за счет непосредственного поглощения его из воздуха. В сооружениях второго типа микроорганизмы дышат кислородом главным образом за счет диффундирования его через поверхность воды (реаэрация) или за счет механической аэрации. В искусственных условиях биологическую очистку применяют в аэротенках, биофильтрах и аэрофильтрах. В этих условиях процесс очистки происходит более интенсивно, так как создаются лучшие условия для развития активной жизнедеятельности микроорганизмов.

2.1 Расчет аэротенков

Аэротенк для очистки сточных вод представляет собой прямоугольный резервуар для биологической очистки сточных вод с аэрацией воздухом, в котором медленно движется смесь очищаемой сточной воды и активного ила.

Активный ил - колония микроорганизмов.(коловратки, амебы..)

Аэротенки - смесители без регенераторов. Сооружения этого типа целесообразно применять для очистки производственных сточных вод при относительно небольших колебаниях их состава и присутствии в воде преимущественно растворенных органических веществ, например на второй ступени биологической очистки сточных вод и системы канализации нефтеперерабатывающих заводов.

Аэротенки-смесители без регенератора.

Период аэрации t_atm,ч, в аэротенках, работающих по принципу смесителей, следует определить по формуле:

где L_en— БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании), мг/л;

L_en =220,44 мг/л

L_ex— БПК_полн очищенной воды, мг/л;

L_ex=12 мг/л

a_i — доза ила, г/л, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников;

a_i=3 г/л

s — зольность ила, принимаемая по табл. 40;

s=0,3

r— удельная скорость окисления, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч, определяемая по формуле

здесь r_max— максимальная скорость окисления, мг/(г×ч), принимаемая по табл. 40;

r_{max =} 85 мг/(г×ч),

C_O — концентрация растворенного кислорода, мг/л;

C_O=2 мг/л

K_l— константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, таблица 40, мг БПК_полн/л,

K_l=33 мг БПК_полн/л

К_О — константа, характеризующая влияние кислорода, мг О₂/л, и

К_О=0,625 мг О₂/л

j — коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, таблица 40, л/г, j=0,07

=23,7 мг/г×ч

ч.

Объем аэротенков

W_at = q_* t_atm = 175,5×4 = 706,8 м³

Глубину аэротенка принимаем h=4 м,отсюда площадь аэротенка S равна

S=706,8 /4=176,7 м², отсюда длина аэротенка принимается равной 15 м.

Внутренняя часть аэротенка делится на коридоры. Размеры коридора принимаются из условия отношения ширины коридора к рабочей глубине 2:1. Глубина равна 4 м, отсюда следует что ширина коридора равна 8 м. Ширина аэротенка 176,7/15=11,78. Следовательно количество коридоров 11,78/4=3.

Таблица 3. Размеры аэротенка

Глубина, м	Ширина, м	Длина, м
4	11,78	15

Нагрузку на ил q_i, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в сутки, надлежит рассчитывать по формуле

Степень рециркуляции активного ила R_i, в аэротенках следует рассчитывать по формуле

где a_i — доза ила в аэротенке, г/л;

J_i — иловый индекс, см³/г.

Величину илового индекса необходимо определять экспериментально при разбавлении иловой смеси до 1 г/л в зависимости от нагрузки на ил. Для городских и основных видов производственных сточных вод допускается определять величину J_i по табл. 41. J_i= 120,4 см³/г

Степень рециркуляции равна:

Рециркуляцию активного ила следует осуществлять насосами.

Аэраторы в аэротенках допускается применять:

· мелкопузырчатые — пористые керамические и пластмассовые материалы (фильтросные пластины, трубы, диффузоры) и синтетические ткани;

· среднепузырчатые — щелевые и дырчатые трубы;

· крупнопузырчатые — трубы с открытым концом;

· механические и пневмомеханические

Используем мелкопузырчатые аэраторы, так как они при наших условия будут более эффективными.

Удельный расход воздуха q_air, м³/м³ очищаемой воды, при пневматической системе аэрации определяем по формуле

где q_O — удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой БПК_полн, принимаемый при очистке до БПК_полн 15—20 мг/л — 1,1

K₁ — коэффициент, учитывающий тип аэратора и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка f_az/f_at по табл. 42, K₁=0,5,