Реферат: Водоотведение поселка Песочное с доочисткой сточных вод

СОДЕРЖАНИЕ :

Введение.

В дипломном проекте все расчеты произведены с учетом требований по охране окружающей среды и рациональному использованию водных ресурсов.

Населенный пункт расположен в районе города Ярославль. Глубина промерзания - 1.4 м; грунтовые воды залегают на глубине 5.5 м.

В населенном пункте действуют завод Музыкальных инструментов, две школы, клуб, прачечная, баня, фабрика-кухня, столовая.

На железнодорожной станции имеются локомотивное депо, грузовой двор, склад дизельного топлива, материальный склад.

В соответствии с проектом в населенном пункте производится реконструкция полной раздельной системы водоотведения в полураздельную.

Гидравлический расчет канализационной сети выполнен на ЭВМ. По результатам расчетов построен профиль главного коллектора. Представлены профили движения сточной воды и ила по сооружениям.

В дипломном проекте также разработаны местные очистные сооружения (МОС) локомотивного депо, а также поверхностных стоков железнодорожной станции.

Загрязненные сточные воды поступают в приемный резервуар, затем в тонкослойный нефтеуловитель, после которого подаются в канализационную сеть поселка.

В дипломном проекте произведено технико-экономическое сравнение вариантов по выбору системы водоотведения. Согласно проведенным расчетам наиболее выгодной с экономической и экологической точки зрения является полураздельная система.

Главная насосная станция (ГНС) расположена на территории поселка сооружений. Она запроектирована полузаглубленной с круглой в плане подземной частью разделенной на два отделения герметичной перегородкой: мокрое, где находятся решетки- дробилки РД-600 и сухое, в котором расположен машинный зал с насосами. Число установленных насосов - 5, из которых - два резервных, один насос включается в работу во время дождя и два рабочих насоса.

Представлен генплан очистной станции (ОС) со вспомогательными зданиями и сооружениями. Выбор схемы очистки произведен с учетом минимизации затрат на реконструкцию на основании анализа количества сточных вод до (Q = 13775.72 м³ /сут) и после реконструкции (Q = 38083.6 м³ /сут) и концентрации загрязнений.

В результате дополнительно к имевшимся сооружениям (песколовки, первичные и вторичные отстойники, аэротенки-смесители, контактные резервуары) были добавлены две песколовки, вторичный отстойник и блок доочистки сточных вод (СВ).

В дипломном проекте также были разработаны следующие разделы: ППР, безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях, охрана труда, технико-экономические расчеты, а также научно-исследовательский раздел.

В проекте производства работ представлены: схема монтажа нового общесплавного коллектора полураздельной системы, циклограмма производства данных работ.

Представлен также проект организации строительства в виде календарного плана реконструкции водоотведения поселка и железнодорожной станции.

По разделу ‘’Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайной ситуации’’ разработаны водоснабжение и водоотведение пункта дезактивации подвижного состава в условиях заражения местности радиацией.

В разделе ‘’Охрана труда’’ изложены требования по эксплуатации системы водоотведения и требования по технике безопасности при реконструкции главного коллектора.

Себестоимость 1м³ очищенной сточной воды, определенная в разделе ‘’Технико-экономические расчеты’’ составляет 1.7 тыс.руб/м³ .

В соответствии с заданием в научно-исследовательском разделе проекта представлена распечатка компьютерной базы данных библиографических сведений журнала ‘’Водоснабжение и санитарная техника.’’, созданной в EXCELMS Office.

СЕТЬ

ВОДООТВЕДЕНИЯ

1.1. Определение расчетных расходов.

1.1.1. Расход сточных вод от завода музыкальных инструментов.

По заданию расход сточных вод от завода музыкальных инструментов составляет 800м³ /сут. В дополнительных данных к заданию приведено распределение расходов по сменам. Максимальные секундные расходы производственных сточных вод определены по формуле:

Q_см *K_ч * 1000

q_пр =¾¾¾¾¾¾¾, л/с,(1.1)

T_см *3600

где Q_см - расход производственных сточных вод в смену, м³ /см;

К_ч - коэффициент часовой неравномерности, принимается по заданию;

T_см - продолжительность смены, ч.

Расход бытовых сточных вод от завода музыкальных инструментов по сменам определен по формуле:

_быт n_б * N_р

q_см =¾¾¾¾, м³ /см,(1.2)

1000

где n_б - норма водоотведения бытовых сточных вод на одного работающего, принимается по [2];

N_p - число работающих в смену, чел.

Секундный расход бытовых сточных вод определен по формуле:

n₁ *N_p

q_быт =¾¾¾, л/с, (1.3)

1000

где n₁ - норма водоотведения на одного человека в час максимального водопотребления, принимается по [2].

Расход душевых стоков по сменам определен по формуле:

_душ n_q * t * N_дс

Q_см =¾¾¾¾¾, м³ /см, (1.4)

1000

где n_q - норма водоотведения на одну душевую сетку, принимается по [2];

N_дс - число душевых сеток в групповых душевых, определяется по количеству человек на одну душевую сетку, работающих в смене, в зависимости от группы санитарной характеристики производства.

Количество душевых сеток для каждой смены определено по формуле:

N_p * p

n_сет =¾¾¾, (1.5)

b

где p - процент пользующихся душем, принимается по заданию;

Секундный расход душевых вод определен в соответствии с рекомендациями [2] по формуле:

q_душ =0.2 *N_дс =0.2*15=3л/с,(1.6)

Определение расходов производственных сточных вод приведено в таблице 1.1, а расходов бытовых и душевых сточных вод - в таблице 1.2.

Определение расходов производственных сточных вод от завода музыкальных инструментов:

таблица 1.1

Таким образом, максимальный секундный расход производственных стоков от завода музыкальных инструментов составляет 15.6л/с.

Определение расходов бытовых и душевых сточных вод от завода музыкальных инструментов:

таблица 1.2

Расчетным расходом от завода музыкальных инструментов является сумма максимальных секундных расходов производственных, бытовых и душевых вод в смену максимального водоотведения:q=18.92л/с.

1.1.2. Расход сточных вод от пассажирского здания.

Сточные воды от пассажирского здания и дежурных комнат поездных бригад поступают в поселковую сеть водоотведения как сосредоточенный расход.

По заданию суточный расход от пассажирского здания составляет 30м³ /сут.

Максимальный секундный расход составляет:

Q_сут * 1000 30 * 1000

q_п.зд .=¾¾¾¾¾=¾¾¾¾¾=0.35л/с.

T*360024 * 3600

Суточный расход от дежурных комнат поездных бригад на 25 коек определен в таблице 1.4.

1.1.3. Расход сточных вод от железнодорожной станции.

Локомотивное депо работает в 3 смены. Расходы производственных сточных вод определены по формуле (1.8).

Секундный расход определен по формуле:

N₁ * n

q= ¾¾¾¾, л/с, (1.7)

t₁ * 60

где N₁ - число единиц измерения от которых стоки отводятся равномерно в течении t₁ мин.

Вычисления суточных и секундных расходов от железнодорожной станции сведены в таблицу 1.3.

Определение расходов производственных сточных вод от железнодорожной станции:

таблица 1.3

Кроме производственных сточных вод вагонное депо сбрасывает бытовые и душевые сточные воды, расчет которых сведен в таблицу 1.4

Определение расходов бытовых и душевых сточных вод от вагонного депо:

таблица 1.4

1.1.5. Расход сточных вод от населенного пункта.

В данном населенном пункте проживает 54000 жителей.

Среднесуточный расход сточных вод от населенного пункта определяется по формуле:

n * N

Q_ср.сут. = ¾¾¾, м³ /cут, (1.8)

1000

где n - общая суточная норма водоотведения,n = 280 л/сут на чел;

N - количество жителей, проживающих в населенном пункте.

250 * 54000

Q_ср.сут = ¾¾¾¾¾ = 13500 м³ /сут.

1000

Среднесекундный расход сточных вод от населенного пункта определяется по формуле:

n * N

q_ср.с. = ¾¾¾¾, л/с, (1.9)

24 * 3600

250 * 54000

q_ср.с . = ¾¾¾¾¾ = 156.25 л/с,

24 * 3600

1.1.6. Расходы сточных вод от общественно-бытовых объектов.

Согласно заданию в населенном пункте имеется несколько общественно-бытовых объектов (баня, прачечная, две школы, фабрика-кухня, столовая, клуб), обслуживающих население, постоянно живущее в поселке. Расходы от этих объектов учтены в удельном водоотведении на одного жителя.

Суточный расход сточных вод от общественно-бытовых объектов определен по формуле:

n * N_р ’

Q_сут = ¾¾¾¾, м³ /сут, (1.10)

1000

где n - суточная норма водоотведения на единицу измерения, л; принята по [2];

N_р - число единиц измерения.

Максимальный секундный расход определен по формуле:

n₁ * N_р ’

q = ¾¾¾, л/с. (1.11)

3600

где N_р ’ - число единиц измерения в час максимального водопотребления.

Расчетные расходы от объектов общественно-бытового назначения, входящие в удельное водоотведение на одного жителя сведены в таблицу 1.5

Определение расходов сточных вод от объектов общественно-бытового назначения:

таблица 1.5

1.2.Гидравлический расчет канализационной сети.

1.2.1. Трассировка канализационной сети.

В населенном пункте и на железнодорожной станции запроектирована полная раздельная система канализации. Предусмотрено устройство двух систем трубопроводов для сбора и отведения бытовых и производственных сточных вод и для дождевых вод. Дождевая сеть рассмотрена далее.

Трассирование сети произведено с учетом рельефа местности. Так как рельеф местности имеет ярко выраженный уклон в сторону реки, трассировка наружной канализационной сети произведена по пересеченной схеме. Уличная сеть протрассирована по объемлющим квартал линиям. Из уличной сети стоки по основным коллекторам кратчайшим путем отводятся в главный коллектор и далее самотеком поступают на главную насосную станцию, по технико-экономическим соображениям расположенную возле реки в середине поселка.

1.2.2. Определение начальной глубины заложения уличной канализационной сети.

Начальная глубина заложения уличной сети принята из трех условий:

1) поусловиям промерзания грунта:

h_зал = h_пром - a = 1.4 - 0.3 = 1.1 м;(1.12)

2) по условиям механической прочности:

h_зал = 0.7 + d = 0.7 + 0.2 = 0.9м;(1.13)

3) по условиям присоединения внутренней сети к уличной:

h_зал = h + i_вн * L_вн + z₁ - z₂ + D, м, (1.14)

где h - глубина заложения дна трубы у самого удаленного выпуска из здания, м;

i_вн - уклон внутриквартальной сети;

L_вн - длина внутриквартальной сети от самого удаленного выпуска из здания до уличной сети, м;

z₁ - отметка поверхности земли в месте присоединения внутриквартальной сети к уличной, м;

z₂ - отметка поверхности земли у самого удаленного выпуска из здания, м;

D - перепад между отметками внутриквартальной и уличной сети, м.

h_зал = 0.85 + 0.008 * 108 + 65.8 - 65.2 + 0.05 = 2.36 м

Принимаем h_зал = 2.36 м.

1.2.3. Нормативные данные для расчета канализационной сети.

Расчетное наполнение труб, минимальные диаметры, расчетные скорости движения сточных вод и уклоны труб приняты согласно [1].

Гидравлический расчет канализационной сети.

Гидравлический расчет главного общесплавного коллектора полураздельной сети.

Таблица

Расчет дюкера .

Дюкер рассчитывается на зарегулированный расход, определенный по формуле:

W_рег

Q = ¾¾¾¾, л/с,

24 * 3.6

где W_рег - объем регулирующих резервуаров (n = 2):

W_рег = 10 * F * Y * h_сут = 10 * 125 * 0.5 * 18 = 11250 м³ .

F - площадь стока, га;

Y - коэффициент стока;

h_сут - суточный максимум осадков, мм.

11250

Q = ¾¾¾¾ = 130.2 л/с;

24 * 3.6

По каждой из 2 ниток дюкера проходит расход q = Q/n = 130.2/2 = 65.1 л/с;d = 300 мм;V = 1.20 м/с;i = 0.0046.

Потери напора в дюкере составляют:

H = i * L + h_вх + åh_пов + h_вых = 0.0046 * 130 + 0.037 + 0.11 + 0 = 0.75 м.

Здесь V_д ² 1.2²

h_вх = z_вх * ¾¾ = 0.5 * ¾¾ = 0.037 м;

2g 19.6

(V_д - V_зад )² (1.2 - 1.2)²

h_вых = z_вых ¾¾¾¾ = 1 * ¾¾¾¾ = 0 м;

2g 19.6

V_д ² ba 1.2²

åh_пов = 2 * z_{90 °} ¾¾ * (¾¾ + ¾¾ ) = 2 * 0.45 ¾¾ * 1.66 = 0.11.

2g 90 90 19.6

Отметка уровня воды в НДК составляет 57.11 - 0.75 = 56.36 м.

Отметка дна трубы в начале участка 70 - 71 составит 56.36 - 1.06 = 55.30 м (сопряжение в НДК произведено по уровню воды).

Расчет дюкера

(полная раздельная система водоотведения).

Дюкер рассчитывается на расход, определенный по гидравлическому расчету производственно-бытовой сети водоотведения и равный 127.68 л/с.

По каждой из 2 ниток дюкера проходит расход q = Q/n = 127.68/2 = 63.84 л/с;d = 300 мм;V = 0.90 м/с;i = 0.0046.

Потери напора в дюкере составляют:

H = i * L + h_вх + åh_пов + h_вых = 0.0046 * 130 + 0.02 + 0.06 + 0 = 0.68 м.

Здесь V_д ² 0.9²

h_вх = z_вх * ¾¾ = 0.5 * ¾¾ = 0.02 м;

2g 19.6

(V_д - V_зад )² (0.9 - 0.88)²

h_вых = z_вых ¾¾¾¾ = 1 * ¾¾¾¾ = 0 м;

2g 19.6

V_д ² ba 0.9²

åh_пов = 2 * z_{90 °} ¾¾ * (¾¾ + ¾¾ ) = 2 * 0.45 ¾¾ * 1.66 = 0.06.

2g 90 90 19.6

Отметка уровня воды в НДК составляет 57.12 - 0.68 = 56.44 м.

Отметка дна трубы в начале участка 70 - 71 составит 56.44 - 0.34 = 56.10 м (сопряжение в НДК произведено по уровню воды).

1.3. Определение расчетных расходов дождевых вод.

Расчет дождевой сети принято производить по методу предельных интенсивностей.

Основная формула определения расходов дождевых вод q_r ; л/с имеет вид:

Z_mid * A * F

q_r = ¾¾¾¾¾, (1.15)

t_r ^{1.2n - 0.1}

где f - расчетная площадь стока, га;

Z_mid - среднее значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна стока;

t_r - расчетная продолжительность дождя;

n - параметр, (табл. 4. [1]);

A - параметр, вычисляемый по формуле:

lg p g

A = 20ⁿ * q₂₀ * (1 + ¾¾), (1.16)

lg m_r

где q₂₀ - интенсивность дождя, л/с на га, для данной местности продолжительность 20 мин при P = 1 год,([1] черт.1);

m_r - среднее количество дождей за год, ([1] табл.4);

g - показатель степени, принимается по [1];

P - период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, ([1] табл.5, 6, 7).

По методу предельных интенсивностей при устройстве подземной внутриквартальной дождевой сети, которая предполагается заданием на проектирование:

t = t_con + t_p , мин, (1.17)

где t_con - время поверхностной концентрации; при наличии подземной внутриквартальной дождевой сети t_con = 5 мин;

t_p - общая продолжительность потока воды по трубам от начала коллектора до рассматриваемого сечения трубы, мин:

L_p

t_p = 0.017 * ¾¾, мин (1.18)

V_p

где L_p - длина расчетных участков коллектора, м;

V_p - расчетная скорость движения воды на соответствующих участках коллектора, м/с.

Среднее значение коэффициента покрова Z_mid в общемслучае вычисляется по формуле:

Z_mid = Z₁ * f₁ + Z₂ * f₂ + ... + Z_n * f_n , (1.19)

где Z₁ , Z₂ , ...Z_n - коэффициенты принимаемые по (1, табл.9,10) в зависимости от рода поверхности;

f₁ , f₂ , ...f_n - площади различных поверхностей типового квартала в долях от единицы.

Расчетный расход дождевых вод для гидравлического расчета дождевых сетей q_cal ; л/с, следует определять, согласно [1], по формуле:

q_cal = b * q₂ , (1.20)

где b - коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети в момент возникновения в ней напорного режима и определяется по [1].

Поскольку расчетный расход дождевых вод зависит от времени протока по коллектору t_p , то для удобства расчетов дождевой сети целесообразно предварительно вычислить величину удельного стока q_уд л/с с 1 га, при времени протока по трубам t_p = 0 по формуле:

Z_mid * A^1.2

q_уд = ¾¾¾¾¾. (1.21)

t_con ^{1.2n - 0.1}

Тогда расчет дождевых вод q_cal1 , л/с, с площади стока F при времени протока по трубам t_p = 0 определяется по формуле:

q_cal1 = q_уд * F. (1.22)

Действительный расчетный расход дождевых вод в любом сечении коллектора вычисляется по формуле:

q_cal = q_уд * F * p = q_cal1 * p , (1.23)

где p - коэффициент уменьшения интенсивности дождя, учитывающий действительное время протока по коллектору (по трубам).

Значение коэффициента p для каждого расчетного участка сети следует вычислять по формуле:

t_{con 1.2n - 0.1}

p = (¾¾¾), (1.24)

t_con + t_p

q₂₀ = 75л/с на 1га,p = 1 год;

m_r = 150; g = 1.54;n = 0.71

t_r = t_con + t_p = 5.

кровля здания Z = 0.28 20%

асфальтовые дороги Z = 0.275 30%

газоны Z = 0.038 50%

Z_mid = 0.28 * 0.2 + 0.275 * 0.3 + 0.038 * 0.5 = 0.157.

1.4 Технико-экономическое сравнение вариантов по выбору системы водоотведения.

В условиях повышенных требований к сточным водам, сбрасываемым в водные объекты, особое значение приобретает проектирование и строительство полураздельной системы водоотведения. При этой системе не только производственно-бытовые воды, но и первые, самые загрязненные порции дождевой воды, а также талые воды направляются на очистку.

Полураздельная система водоотведения обоснованно считается самой лучшей с санитарно-гигиенической точки зрения. Полураздельная система дороже полной раздельной только в тех случаях, когда при наличии мощного водного объекта нет необходимости подвергать очистке дождевые и талые воды. Если же эти воды по санитарно-гигиеническим условиям перед сбросом в водный источник следует очищать, то полураздельная система в большинстве случаев становится наиболее целесообразной и с экономической точки зрения.

В данном дипломном проекте произведен расчет реконструкции системы водоотведения населенного пункта и железнодорожной станции, расположенных в Ярославской области, из полной раздельной в полураздельную, а также определены основные параметры полураздельной системы водоотведения.

Расчетная схема полураздельной системы водоотведения приведена на рис.1.4

Рис.1.4. Схема общесплавного коллектора полураздельной канализации

Исходные данные для расчета главных параметров полураздельной системы водоотведения.

Исходными данными для расчета являются:

- число разделительных камер;

- массив дополнительных среднесекундных расходов бытовых и производственных сточных вод в уличных коллекторах перед разделительными камерами, л/с.

В данном дипломном проекте среднесекундные расходы определены по графику. Так как расчетный расход, согласно [1] определяется по формуле:

q_расч = k_общ * q_ср , л/с

то, отложив по оси абсцисс среднесекундные расходы, а по оси ординат - расчетные расходы сточных вод, строимграфическую зависимость k_общ = f (q_ср ) используя табл.2 [1].

таблица 1.15

Тогда, зная расчетный расход по результатам гидравлического расчета бытовой сети водоотведения на ЭВМ, по графику определяем среднесекундный расход Q_б ;

- массив дополнительных расчетных расходов дождевых вод в уличных коллекторах перед разделительными камерами, л/с, определен по результатам гидравлического расчета дождевой сети водоотведения на ЭВМ для разделительной камеры №1. Для остальных разделительных камер - пропорционально площадям F бассейна стока (Q_p );

- массив длин участков главного коллектора,м, определен по плану поселка (лист 1) - L;

- массив средних глубин заложения участков главного коллектора,H_кол , м;

- массив площадей F бассейна стока, с которых отводятся поверхностные сточные воды к разделительным камерам, га, определен на основании разбивки бассейна на площади стока;

- массив продолжительностей расчетного дождя для дождевых коллекторов, примыкающих к разделительным камерам, мин, определен по результатам гидравлического расчета дождевой сети водоотведения на ЭВМ для разделительной камеры №1. Для остальных камер - пропорционально длине самого протяженного дождевого коллектора, примыкающего к данной разделительной камере;

- L_к - концентрация загрязнений в бытовых сточных водах, мг/л (БПК, взвешенные вещества, нефтепродукты);

- L_кп - концентрация загрязнений в поверхностных водах, мг/л;

- A_к - допустимый сброс загрязнений, мг/л;

- коэффициент стока FSI;

- среднегодовое количество жидких атмосферных осадков, мм/год;

- средний слой весеннего стока,H_вс , мм;

- суточное количество атмосферных осадков,H_сут , мм;

- SIGMA - удельная величина ущерба от сброса загрязненных сточных вод в водоем, руб/тыс.м³ ;

- T_оп - время опорожнения регулирующих резервуаров;

- A₁ - стоимостной коэффициент, учитывающий стоимость строительства разделительных камер и ливнеотводов;

- средняя глубина заложения отводящего коллектора, м;

- длина отводящего коллектора после регулирующих резервуаров.

Таблицы исходных данных и результатов приведены.

Расчеты произведены по четырем вариантам:

- полураздельная система водоотведения с ограничением степени очистки до 5 мг/л;

- полураздельная система водоотведения без ограничения степени очистки;

- полная раздельная система водоотведения (заданы коэффициенты разделения, равные 0);

- общесплавная система водоотведения (заданы коэффициенты разделения, равные 1).

После реконструкции на очистные сооружения от населенного пункта и железнодорожной станции будет поступать зарегулированный расход равный 500.88 л/с, из которых 255.24 л/с - производственно-бытовые стоки, а поверхностный сток от поселка составит: 500.88 - 255.24 = 245.64 л/с.

Среднечасовой расход дождевых вод составит:

245.64 * 3.6 = 884.3 м³ /ч

В сутки от поселка на ОС поступит 884.3 * 24 = 21223.3 м³ дождевых вод.

Во время расчетного дождя от МОС ж.д. станции на главные ОС поступает 4126.8 м³ /сут.

Итого поступление сточных вод на ОС во время расчетного дождя составит:

13775.72 + 21223.3 + 4126.8 = 38083.6 м³ /сут.

В год на ОС поступит 13901 тыс.м³ стоков, тогда как до реконструкции годовой объем очищаемых СВ составлял 5028 тыс.м³ /год.

Итак годовой прирост мощности ОС составит: 13901 - 5028 = 8873 тыс.м³ /год, а средний прирост суточной мощности:

Q_ср ’ - Q_ср = 13901/365 - 5028/365 = 38.08 - 13.78 = 24.3 тыс.м³ /сут.

МЕСТНЫЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

2.1. Дождевая сеть.

В соответствии с современными санитарными требованиями об охране водоемов от загрязнений в проекте предусматривается устройство дождевой сети водоотведения на территориях локомотивного депо, грузового двора, материального склада и склада дизельного топлива.

Эти зоны характеризуются относительно большим загрязнением территории, спланированной поверхностью земли и отличаются высокой степенью благоустройства. Общая территория, охваченная дождевой сетью, составляет примерно 15% от всей площади железнодорожной станции. Отвод дождевой воды с территории локомотивного депо, грузового двора и склада дизельного топлива осуществляется по подземной сети с последующим подключением их к закрытому коллектору или по подземной сети.

Материал труб дождевой сети выбран с учетом агрессивности грунтовых и сточных вод, прочностных характеристик и т.д. на станции использованы железобетонные, а под железнодорожными путями - чугунные трубы.

Для снижения и выравнивания расходов дождевых вод, поступающих на местные очистные сооружения, на дождевой сети установлены регулирующие резервуары [1]. Опорожнение резервуаров производится в течение 24 часов после выпадения расчетного дождя. Зарегулированные по расходу и составу дождевые сточные воды поступают в дождевую сеть железнодорожной станции и далее направляются на МОС.

2.1.1. Расчетные расходы дождевых сточных вод.

Регулирующие резервуары, согласно [1], расположены перед отводным дождевым коллектором, в который по трубопроводу поступают дождевые воды с территории водосбора (локомотивное депо, грузового двора, материального склада и склада дизельного топлива).

Емкость регулирующих резервуаров дождевых вод определена по формуле, м³ :

W_рег = W_max + W_ср ,

W_max = 10 * H_max * y * F,

W_ср = 10 * H_ср.сут * y * F,

откуда:

W_рег = 10 * (H_max + H_ср.сут ) * y * F, м³ (2.1)

где H_ср.сут - среднесуточное количество осадков, мм; принимается по заданию;

H_ср.сут - максимальное количество осадков, мм; принимается по заданию;

y - общий коэффициент стока; принят y = 0.5;

F - площадь объекта, с территории которого собирается дождевой сток (площадь водосбора), га; для грузового двора и склада дизельного топлива F принята равной всей занимаемой ими площади; для локомотивного депо - с учетом полосы примыкания по периметру шириной 20...30 м.

С целью удобства эксплуатации системы водоотведения для каждого объекта, с территории которого собирается дождевой сток, устраиваются два железобетонных сборных прямоугольных резервуара емкостью по 0.5 * W_рег , м³ .

На территории локомотивного депо суммарная емкость регулирующих резервуаров составит:

W_рег.л.д = 10 * (18 + 1.42) * 0.5 * 7 = 679.7 м³ .

Приняты к установке два резервуара W = 340 м³ каждый.

На территории склада дизельного топлива суммарная емкость регулирующих резервуаров составит:

W_{рег.скл.} = 10 * 19.42 * 0.5 * 5 = 485.5 м³

Приняты к установке два резервуара W = 243 м³ каждый.

На территории материального склада

W_{рег.мат} = 10 * 19.42 * 0.5 * 7.1 = 689.4 м³

На территории грузового двора суммарная емкость регулирующих

резервуаров составит:

W_рег.г.д = 10 * 19.42 * 0.5 * 23.4 = 2272.1 м³

Приняты к установке два резервуара W_рег.д = 1136 м³ каждый.

Суточный зарегулированный расход дождевых сточных вод от железнодорожной станции равен суммарному объему регулирующих резервуаров, собирающих поверхностные воды с территорий локомотивного депо (W_рег.л.д ), грузового двора (W_рег.г.д ) материального склада (W_{рег.мат} ) и склада дизельного топлива (W_{рег.скл.} ), м³ /сут:

Q_сут.д.в = W_рег.л.д + W_рег.г.д + W_{рег.мат} + W_{рег.скл} . (2.2)

Q_сут.д.в = 679.7 + 2272.1 + 689.4 + 485.5 = 4126.8 м³ /сут.

Эти сточные воды равномерно в течение суток поступают из регулирующих резервуаров в дождевую сеть водоотведения железнодорожной станции.

Расчетные секундные расходы дождевых сточных вод с территорий локомотивного депо (q_л.д ), грузового двора (q_г.д ), материального склада (q_мат ) и склада дизельного топлива (q_скл ) составляют, л/с:

W_рег.л.д 679.7

q_л.д = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 7.9 л/с; (2.3)

3.6 * T_о 3.6 * 24

W_рег.г.д 2272.1

q_г.д = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 26.3 л/с; (2.4)

3.6 * T_о 3.6 * 24

W_{рег.мат} 689.4

q_мат = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 8 л/с; (2.5)

3.6 * T_о 3.6 * 24

W_{рег.скл} 485.5

q_скл = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 5.6 л/с, (2.6)

3.6 * T_о 3.6 * 24

где T_о - продолжительность опорожнения регулирующих резервуаров; принимается T_о = 24 ч.

2.1.2. Гидравлический расчет дождевой сети.

Гидравлический расчет дождевой сети в данном проекте произведен только за регулирующими резервуарами для определения диаметра и глубины заложения коллектора на подходе к МОС.

Наименьший диаметр внутриплощадочной дождевой сети принят 200 мм. Наполнение труб назначается полным. В соответствии с расчетными расходами, л/с, определенными по формулам (3), (4), (5), и рельефом местности по таблицам [8] подбираются при полном наполнении диаметры и уклоны труб, а также определяются скорости движения стоков в трубопроводе на расчетных участках сети.

Начальная глубина заложения дождевого коллектора за регулирующими резервуарами зависит от рельефа местности, параметров дождевой сети на территории водосбора, объема и размеров резервуаров, условий промерзания грунта, механической прочности труб и определяется в процессе проектирования сети; в данном проекте эта величина принята в пределах 2 м.

Гидравлический расчет дождевой сети железнодорожной станции производится в таблице 2.1.

2.2.Производственная сеть.

Источниками производственных сточных вод в локомотивном депо являются обмывка смотровых канав, наружная обмывка локомотивов, спуск воды из нагрузочных реостатов, гальванических ванн, системы охлаждения тепловозов, мытье производственных помещений, стирка спецодежды и др.

Основными загрязнителями производственных сточных вод являются нефтепродукты, минеральная и органическая взвесь (взвешенные вещества). Кроме того, в стоках могут присутствовать щелочи, кислоты, ПАВ, соли хрома и др.

Очистные сооружения депо запроектированы в расчете на прием сточных вод от всех источников и очистку их от нефтепродуктов и взвешенных веществ за исключением охлаждающей воды, моющих растворов и стоков гальванического цеха.

Для охлаждения воды и моющих растворов предусматривают локальные оборотные системы, из которых воду выпускают на местные очистные сооружения только при продувке или опорожнении перед ремонтом.

В настоящем проекте принята единая производственная сеть, в которую поступают сточные воды от обмывки стойл депо, наружной обмывки локомотивов, реостатных испытаний тепловозов, промывки товарных вагонов.

Локальные оборотные системы локомотивного депо в проекте не рассматриваются.

2.2.1. Расчетные расходы производственных сточных вод.

Определение расчетных расходов производственных сточных вод локомотивного депо произведено в п.1.

2.2.2. Гидравлический расчет производственной сети.

Гидравлический расчет производственной водоотводящей сети произведен с учетом нормативных требований о допустимых наименьших диаметрах и уклонах труб, расчетных наполнениях трубопроводов и скоростей движения сточных вод в них [1].

Согласно [1], наименьший диаметр производственной внутриплощадочной сети водоотведения принят 150 мм.

Начальная глубина заложения производственной сети принята максимальной из следующих условий:

- промерзание грунта

H_нач = H_пр - 0.3 = 1.4 - 0.3 = 1.1 м;

- механическая прочность

H_нач = 0.7 + d = 0.7 + 0.15 = 0.85 м;

- подключение выпуска от смотровых канав

H_нач = 2.2 м.

Гидравлический расчет производственной сети водоотведения железнодорожной станции производится аналогично расчету бытовой водоотводящей сети [6].

2.3. Бытовая сеть.

Бытовые и душевые сточные воды с территории железнодорожной станции, минуя МОС, подаются в городскую сеть водоотведения.

Для этой цели предусмотрена отдельная бытовая сеть водоотведения. В нее сбрасываются бытовые и душевые сточные воды от помещений локомотивного депо, оборудованных бытовыми санитарными приборами.

Бытовые сточные воды от объектов железнодорожной станции, находящихся вблизи населенного пункта (пассажирского здания, дома отдыха локомотивных бригад) по кратчайшему пути отводятся в городскую сеть водоотведения.

Бытовая сеть водоотведения устроена из керамических труб, под железнодорожными путями - из чугунных труб.

2.3.1. Расчетные расходы бытовых сточных вод.

Расходы бытовых сточных вод определены в п.1.

2.3.2. Гидравлический расчет бытовой сети.

Гидравлический расчет бытовой водоотводящей сети выполнен вместе с расчетом поселковой сети в п.1.

Гидравлический расчет дождевой и производственной канализации железнодорожной станции.

Таблица 2.2

2.3.3. Определение суточного расхода сточных вод , поступающих на местные очистные сооружения.

Для определения суточного расхода сточных вод, поступающих на местные очистные сооружения, и режима их притока в течение суток составлена сводная таблица притока стоков на МОС.

По результатам расчета, полученным в таблице 2.1, определяется производительность местных очистных сооружений:Q_мос = 4291.6 м³ /сут,Q_{ч. max} = 186.71 м³ /ч.

2.3.4. Определение концентрации загрязнений в сточных водах.

При проектировании местных очистных сооружений, кроме расчетных расходов сточных вод, необходимо знать концентрацию загрязнений в стоках по лимитирующим показателям. Обычно лимитирующими видами загрязнений в сточных водах железнодорожной станции являются нефтепродукты и взвешенные вещества.

Концентрации нефтепродуктов и взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на МОС, в период выпадения расчетного дождя и после него (при опорожнении регулирующих резервуаров), составляет:

по нефтепродуктам å(K_i ^нп * Q_i )

K_см ^нп = ¾¾¾¾¾¾, (2.7)

åQ_i

где K_i ^нп - концентрация нефтепродуктов в производственных и дождевых сточных водах, мг/л;

Q_i - суточный расход производственных и дождевых сточных вод, м³ /сут (табл. 3.1).

300*81 + 20 * 0.4+ 400*3.4 + 400 * 80 + 50 * 4126.8

K_см ^нп = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 61.45 мг/л

4291.6

по взвешенным веществам

å(K_i ^вв * Q_i )

K_см ^в.в = ¾¾¾¾¾¾, (2.8)

åQ_i

где K_i ^в.в - концентрация взвешенных веществ в производственных и дождевых сточных водах, мг/л;

300 * 81 + 200 * 0.4 + 400 * 3.4 + 400 * 80 + 100 * 4126.8

K_см ^в.в = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 109.61 мг/л.

4291.6

Эффект очистки сточных вод определяется по зависимости:

К_см ^нп - К_доп ^нп 61.45 - 20

Э = ¾¾¾¾¾ * 100% = ¾¾¾¾ * 100 = 67.45%

К_см ^нп 61.45

2.3.5. Определение необходимой степени очистки сточных вод.

В данном проекте необходимая степень очистки сточных вод определяется из двух условий.

При сбросе стоков в городскую сеть водоотведения необходимая степень очистки определяется из условия, что концентрация лимитирующего загрязнения (нефтепродуктов) в смеси сточных вод, поступающей на городские очистные сооружения не превышала установленной местными органами Водоканала нормативной величины [4]. С учетом этого концентрация нефтепродуктов в сточных водах после МОС железнодорожной станции определяется по зависимости, мг/л:

K_гос ^нп * (Q_сбр.ж.д + Q_гор ) - K_гор ^нп * Q_гор

K_ост ^нп = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾, (2.9)

Q_сбр.ж.д

где K_ост ^нп - остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенных на МОС производственно-дождевых стоках, мг/л;

K_гос ^нп - допустимая концентрация нефтепродуктов в смеси сточных вод, поступающих на городские очистные сооружения; принята с учетом конкретных условий 10 мг/л;

Q_сбр.ж.д - часть расхода очищенных производственно-дождевых сточных вод железнодорожной станции, не используемых в обороте и сбрасываемых в городскую сеть водоотведения; в экстремальных ситуациях сбрасывается весь расход, т.е. Q_сбр.ж.д = Q_мос , м³ /сут;

Q_гор - расход сточных вод города, м³ /сут;

K_гор ^нп - концентрация нефтепродуктов в городских сточных водах, мг/л.

10 * (4320.36 + 54000) - 3 * 54000

K_ост ^нп = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 97.49 мг/л

4320.36

Кроме того, необходимая степень очистки сточных вод на МОС может быть определена из условия оптимального варианта использования очищенной воды в оборотной системе водоснабжения железнодорожной станции.

Процент использования очищенной воды в обороте определяется на основании технико-экономических расчетов, учитывающих стоимость водопроводной воды, используемой на производственные нужды, затраты на очистку воды, а также экономический и экологический ущерб от сброса очищенных сточных вод в городскую сеть водоотведения или водоем. Минимальная сумма этих затрат определяет оптимальный процент использования очищенной воды в обороте, т.е.

Z = П_мос + С_вод + Y_сб ®min, (2.10)

где П_мос - приведенные затраты на строительство и эксплуатацию МОС, тыс.руб./год;

С_вод - стоимость водопроводной воды, потребляемой на производственные нужды, тыс.руб./год;

Y_сб - ущерб от сброса сточных вод, очищенных на МОС, в городскую сеть водоотведения (или в водоем), тыс.руб./год.

Приведенные результаты могут быть ориентировочно определены по зависимости, тыс.руб./год:

_{0.29 -0.391}

П_мос = 63.8 * Q_{ч. max} * K_ост ^нп , (2.11)

где Q_{ч. max} - максимальный часовой расход сточных вод, поступающих на МОС (табл. 3.1), м³ /ч;

K_ост ^нп - остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной на МОС сточной воде, используемой для различных производственных процессов железнодорожной станции, мг/л; принимается по таблице 3.2.

Для решения этого вопроса составляется балансовая схема использования воды на различные производственные нужды железнодорожной станции (рис. 2.1).

В соответствии с балансовой схемой часть производственных процессов (ПР₁ ) использует водопроводную воду, другая часть процессов (ПР₂ ) может использовать очищенную сточную воду из оборотной системы.

Допустимая остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной воде, используемой для различных производственных процессов, определяется существующими нормативами и принимается по данным [4] или в соответствии с требованиями технологов предприятия. Значения этой величины для некоторых производственных процессов железнодорожной станции представлены в таблице 2.2.

таблица 2.2

В соответствии с рис.2.1 и табл.2.2 возможны четыре варианта устройства оборотной системы водоснабжения.

1-й вариант : оборотная система водоснабжения с МОС, предусмотренными на очистку сточных вод до остаточной концентрации нефтепродуктов 5мг/л. В этом случае на железнодорожной станции производства (ПР₁ ), использующие водопроводную воду, отсутствуют и во всех производственных процессах может быть использована сточная вода, очищенная до концентрации 5мг/л.

Таким образом, все производственные процессы депо можно отнести к производствам (ПР₂ ). Для условий примера суточный расход воды составляет Q_пр1 = 0,Q_пр2 = 164.8 м³ /сут.

2-й вариант : оборотная система водоснабжения с МОС, предусмотренными на очистку сточных вод до остаточной концентрации нефтепродуктов 20 мг/л. В этом случае для производств (ПР₁ ), использующих водопроводную воду (реостатных испытаний тепловозов и промывки товарных вагонов) Q_пр1 = 80.4 м³ /сут; в остальных производственных процессах может быть использована сточная вода, очищенная до концентрации 20 мг/л,Q_пр2 = 84.4 м³ /сут.

3-й вариант : оборотная система водоснабжения с МОС, предусмотренными на очистку сточных вод до остаточной концентрации нефтепродуктов 50 мг/л. При этом суточный расход воды составляет Q_пр1 = 83.8 м³ /сут,Q_пр2 = 81 м³ /сут.

4-й вариант : прямоточная система производственного водоснабжения, МОС отсутствуют. В этом случае во всех производственных процессах используется водопроводная вода, тогда Q_пр1 = 164.8 м³ /сут; Q_пр2 = 0.

В соответствии с рис.3.1 производительность МОС определяется по формуле, м³ /сут:

Q_мос = Q_пр1 + Q_пр2 + Q_сут.д.в , (2.12)

где Q_сут.д.в - суточный расход зарегулированных дождевых сточных вод, м³ /сут (табл.2.1)

Годовой расход водопроводной воды на производственные нужды определяется по формуле, тыс.м³ /год:

365 * Q_вод

W_вод = ¾¾¾¾¾, (2.13)

1000

где Q_вод - суточная потребность в водопроводной воде, м³ /сут.

Годовой сброс производственно-дождевых сточных вод на городские очистные сооружения составляет, тыс.м³ /год,

W_сб = W_пр1 + W_д.в . (2.14)

Если пренебречь потерями воды, то W_пр1 = W_вод . При необходимости потери воды на испарение, утечки и пр. могут быть учтены в соответствии с [2].

Годовой объем дождевых сточных вод определяется по формуле, тыс.м³ /год:

W_д.в = 0.01 * Y * H_ср.год * F, (2.15)

где Y и F - показатели, приведенные в п.2.1.1;

H_ср.год - среднегодовое количество осадков, мм; принимается по заданию.

Годовая стоимость водопроводной воды, используемой на производственные нужды, составляет, тыс.руб/год:

С_вод = E_вод * W_вод , (2.16)

где E_вод - стоимость водопроводной воды, руб./м³ ; устанавливается местными органами Водоканала или другими службами, эксплуатирующими систему водоснабжения,E_вод = 0.5 руб/м³ .

Ущерб от сброса сточных вод в городскую систему водоотведения составляет, тыс.руб/год,

Y_сб = E_св * W_сб , (2.17)

где E_св - стоимость сброса сточных вод в систему водоотведения города; устанавливается службами, эксплуатирующими систему водоотведения и зависит от концентрации загрязнений в сбрасываемых стоках,

E_св = 0.10 * K_ост ^нп , руб/м³ .

Расчеты по четырем возможным вариантам устройства водоснабжения депо сведены в таблицу 2.3, подсчитав для каждого варианта значение Z по формуле (18) и на основании их анализа выбрана оптимальная с экономической точки зрения необходимая степень очистки сточных вод на МОС, а также определен процент их использования в оборотном водоснабжении.

Таблица 2.3

На основании проведенных расчетов определения необходимой степени очистки сточных вод по двум условиям установлена допустимая концентрация нефтепродуктов в очищенных стоках K_доп ^нп , мг/л, которая принята наименьшей из двух полученных расчетных значений:

K_доп ^нп = 20 мг/л.

Далее определен эффект очистки сточных вод на МОС и разработана технологическая схема очистки производственно- дождевых сточных вод.

Эффект очистки сточных вод определяется по зависимости, %,

K_см ^нп - K_доп ^нп

Э = ¾¾¾¾¾¾ * 100%, (2.18)

K_см ^нп

где K_см ^нп - концентрация нефтепродуктов в производственно-дождевых сточных водах, поступающих на МОС, мг/л; определяется по формуле (6).

61.45 - 20

Э = ¾¾¾¾¾ * 100% = 67.45 %

61.45

На основании опыта проектирования и эксплуатации очистных сооружений железнодорожных станций при требуемом качестве очистки сточных вод по остаточному содержанию нефтепродуктов K_ост ^нп до 20 мг/л следует применять на заключительном этапе очистки метод тонкослойного отстаивания с предварительной химической обработкой стоков.

2.4. Расчет сооружений.

Расчет сооружений МОС произведен на максимальный часовой расход поступающих сточных вод.

Объем приемного резервуара принят 80 м³ .

Насосы, перекачивающие стоки на очистку, подбираются по расходу Q_{ч. max} , м³ /ч, и требуемому напору, обеспечивающему нормальную работу гидроциклонов и других сооружений с учетом их высотного расположения.

Количество, размеры сооружений и их состав должны обеспечивать требуемое качество очистки сточных вод, обработки осадка и других отходов, а также бесперебойную работу очистной станции в режиме постоянной эксплуатации.

Расход очищенных производственно-дождевых сточных вод из резервуара очищенной воды (РОВ) по часам суток зависит от режима притока стоков на МОС и графика работы насосной станции оборотного водоснабжения. Необходимая емкость РОВ ориентировочно принята равной 40 м³ .

Для выравнивания расходов очищенных сточных вод сбрасываемых в городскую сеть в составе местных очистных сооружений предусмотрен резервуар специальной конструкции (рис.2.3).

2.4.1. Расчет тонкослойного нефтеуловителя.

Нефтеуловители применяются для очистки сточных вод от нефтепродуктов и механических примесей, которые могут быть выделены методом отстаивания.

Расчет тонкослойного нефтеуловителя (рис.2.4) произведен на максимальный приток сточных вод q, м³ /с.

Назначены следующие габариты нефтеловушки:

- число секций нефтеловушки n (согласно [1],n³2),учитывая небольшие расходы стоков железнодорожной станции, принято n=1;

- глубина нефтеловушки H = 1 м и ширина ее секции B = 2 м, согласно [1].

Средняя скорость движения воды в проточной части нефтеловушки определена по формуле, мм/с:

q

u = ¾¾¾¾. (2.19)

n * H * B

0.052

u = ¾¾¾¾ = 0.026 м/с = 2.6 мм/с.

1 * 1 * 2

Согласно [1],скорость u должна приниматься равной 4...6 мм/с (на практике u находится в пределах 2...10 мм/с).

Далее определяется длина нефтеловушки по формуле, м:

u

L = ¾ * a * H, (2.20)

u₀

где u₀ - гидравлическая крупность (т.е. скорость всплывания нефтяных или взвешенных частиц), мм/с.

a - коэффициент, учитывающий турбулентность и струйность потока воды в нефтеловушке, при u/u₀ = 6.5,a = 1.5.

2.6

L = ¾¾ * 1.5 * 1 = 9.75 м.

0.4

Расчетная продолжительность отстаивания воды в нефтеловушке определена по формуле, ч:

t₀ = L / u. (2.21)

9.75

t₀ = ¾¾¾¾¾¾ = 0.68 ч.

0.004 * 3600

Продолжительность всплывания нефтяных частиц определена по формуле, ч:

t_в = H / u₀ . (2.22)

1

t_в = ¾¾¾¾¾¾ = 0.07 ч.

0.004 * 3600

Необходимо, чтобы t_в было меньше t₀ .

Количество свежего осадка, задерживаемого в нефтеловушке, определяется по формуле, м³ /сут:

Q_нл * K_см ^вв * Э_н ^в.в

W_ос = ¾¾¾¾¾¾¾, (2.23)

r * (100 - p) * 10⁶

где Q_нл - суточный расход сточных вод, поступающих в данную нефтеловушку, м³ /сут;

r - плотность свежевыпавшего осадка, т/м³ ; согласно [1], r=1.1т/м³ ;

p - влажность осадка, %;p = 95% [1].

Э_н ^в.в - эффект очистки сточных вод в нефтеуловителе от взвешенных веществ зависит от физических свойств минеральной и органической взвеси. Ориентировочно принят расчетный эффект очистки в нефтеловушках Э_н ^в.в = 90% [4].

4291.6 * 120

W_ос = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 0.0936 м³ /сут.

1.1 * (100 - 95) * 10⁶

Высота слоя осадка в нефтеуловушке определяется по формуле, м:

W_ос

h_ос = ¾¾¾¾ . (2.24)

n * L * B

0.094

h_ос = ¾¾¾¾¾ = 0.00482 м/сут.

1 * 9.75 * 2

Согласно [1], слой осадка в нефтеловушке принимают до 0.1м. Сопоставляя эту величину с расчетной, определяем частоту включения скребков для сгребания осадка и его удаления из нефтеловушки, т.е.

n_вкл = h_ос / 0.1. (2.25)

n_вкл = 0.00482 / 0.1 = 0.0482

Слой всплывших нефтепродуктов в нефтеловушке принимается h_нп =0.1 м,[1].

Высоту борта нефтеловушки h_б и высоту нейтрального слоя h_н.с принимаем h_б = 0.3 м;h_н.с = 0.3 м, [1].

Тогда строительная высота нефтеловушки, м:

H_стр = h_б + h_нп + H + h_н.с + h_ос . (2.26)

H_стр = 0.3 + 0.1 + 1 + 0.3 + 0.1 = 1.8 м.

Тонкослойные нефтеуловители применяются для повышения эффекта очистки и повышения компактности очистных сооружений. Они запроектированы на базе обычных нефтеуловителей посредством установки в их отстойной зоне тонкослойных элементов.

Размеры и количество блоков тонкослойных элементов определяются из условия, м,

B = m * B_п + (m + 1) * 0.1,

где B - ширина секции нефтеловушки, м;

m - количество блоков, установленных параллельно; определяется конструктивно,m = 2, т. к. B£3 м;

B_п - ширина блока тонкослойных элементов, м.

B - (m + 1) * 0.1

B_п = ¾¾¾¾¾¾¾ , (2.27)

m

2 - (2 + 1) * 0.1

B_п = ¾¾¾¾¾¾¾ = 0.85

2

Высота блока принимается равной высоте нефтеловушки, т.е. Н_п = Н = 1 м.

Для сбора всплывших нефтепродуктов над блоком оставляют зону глубиной h_нп = 0.1 м.

Длина тонкослойных элементов определяется по формуле, м:

v * 2h

L_п = j * ¾¾¾¾, (2.28)

u₀ * cosa

где j - коэффициент, учитывающий действительные условия осаждения частиц в тонкослойном отстойнике;

2h - расстояние между тонкослойными элементами;

u₀ - гидравлическая крупность задерживаемых нефтяных частиц, мм/с;

a - угол наклона тонкослойных элементов; принят из условия сползания осадка a = 45°.

2.6 * 0.5

L_п = 1.4 * ¾¾¾¾¾ = 6.4 м

0.4 * cos45°

Длина тонкослойных элементов набирается из отдельных блоков, длина каждого из которых составляет 1.5...3 м и определяется из конструктивных соображений. Блоки тонкослойных элементов размещены на расстоянии 1 м от водораспределительных и 0.5 м от водосборных устройств.

Требуемый эффект задержания эмульгированных нефтепродуктов Э_т.н. ^нп = 96%. При таком его значении расчетный диаметр частиц нефтепродуктов, обеспечивающих данный эффект,d₀ = 0.002 cм.

Гидравлическая крупность u₀ найдена по зависимости, см/с:

g

u₀ = a₁ * ¾¾¾ * (r_в - r_н ) * d₀ ² , (2.29)

18 * m

где a₁ - коэффициент, учитывающий влияние механических примесей на скорость всплывания нефтяных частиц;

m - абсолютная вязкость жидкости; при температуре стоков 20°С m = 0.01 г/см*с;

r_в ,r_н - плотности воды и нефтепродуктов, г/см³ ;

g - ускорение свободного падения;g = 981 cм/с²

d₀ - диаметр частиц нефтепродуктов, полностью задерживаемых в нефтеуловителях, см.

981

u₀ = 0.88 * ¾¾¾¾ * (1 - 0.9) * 0.002² = 0.19 см/с.

18 * 0.01

Остаточное содержание нефтепродуктов в очищенных водах после тонкослойного нефтеуловителя определено по формуле, мг/л:

(100 - Э_т.н. ^нп )

K_ост.т.н ^нп = K₁ + K₂ * ¾¾¾¾¾, (2.30)

100

где К₁ - содержание растворенных нефтепродуктов, не задерживаемых в нефтеуловителе;

К₂ - то же, эмульгированных нефтепродуктов;

Э_т.н. ^нп - эффект очистки стоков в тонкослойном нефтеуловителе от эмульгированных нефтепродуктов.

(100 - 96)

K_ост.т.н ^нп = 14 + 150 * ¾¾¾¾ = 20 мг/л.

100

Остаточное содержание взвешенных веществ в очищенных водах после тонкослойного нефтеуловителя определено по формуле, мг/л:

(100 - Э_т.н ^в.в )

K_ост.т.н ^в.в = ¾¾¾¾¾ * К_см ^нп , (2.31)

100

где Э_т.н. ^в.в - эффект очистки сточных вод в тонкослойном нефтеуловителе от взвешенных веществ.

(100 - 90)

K_ост.т.н ^в.в = ¾¾¾¾ * 109.61 = 10.96 мг/л.

100

2.4.2. Разделочные резервуары.

Для обезвоживания нефтепродуктов и пены, уловленных в нефтеловушке, предусмотрены разделочные резервуары (рис.2.5) в форме закрытого цилиндра с коническим днищем.

Внутри резервуара, как правило, размещается паровой змеевик для улучшения процесса разделки, а сбоку и снизу располагаются патрубки для подачи обводненных нефтепродуктов или пены, выпуска осадка, отстоявшейся воды и обезвоженных нефтепродуктов.

Объем поступающих на разделку нефтепродуктов или погашенной пены определяется по формуле, м³ /сут:

Q_мос * (K_см ^нп - K_ост.ф ^нп )

W_нп = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾, (2.32)

g_нп * (100 - P) * 10⁴

где K_см ^нп - концентрация нефтепродуктов в сточных водах, поступающих на

МОС, г/м³ ;

K_ост.ф ^нп - остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной воде

после МОС, г/м³ ;

g_нп - объемный вес обводненных нефтепродуктов или погашенной пены,

г/см³ ;g_нп = 1 г/см³ [3];

P - содержание воды в обводненных нефтепродуктах или в погашенной

пене, %;P = 50...70% [3].

4291.6 * (157.68 - 20)

W_нп = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 1.18 м³ /сут.

1 * (100 - 50) *10⁴

Предусмотрено два металлических разделочных резервуара (один заполняется, в другом производится разделка).

Для условий железнодорожных станций при объеме поступающих на разделку обводненных нефтепродуктов и пены 1.18 м³ /сут могут быть приняты разделочные резервуары со следующими параметрами: диаметр резервуара D_р = 1.6 м; высота цилиндрической части резервуара H_ц = 1.5 м; высота верхнего конуса H_в.к = 0.2 м; высота нижнего конуса H_н.к = 0.5 м; высота поддонного пространства H_п.п = 0.5 м; общая высота резервуара H_р = 2.7 м.

Рабочий объем разделочного резервуара определен по формуле, м³ ,

p * D_р ² * H_ц

W_р = ¾¾¾¾¾¾. (2.33)

4

3.14 * 1.62 * 1.5

W_р = ¾¾¾¾¾¾¾ = 3 м³ .

4

Отстаивание (разделка) нефтепродуктов и пены в статических условиях должна производиться в течение не менее 20 ч. [3]:

W_р * 24

T_р = ¾¾¾¾ . (2.34)

W_нп

3 * 24

T_р = ¾¾¾ = 61 ч.

1.18

После разделки осадок поступает в резервуар осадка, нефтепродукты с остаточным содержанием воды 5...8% - в резервуар нефтепродуктов, отстоенная вода - в приемный резервуар-усреднитель и далее на очистку.

Смесь обезвоженных нефтепродуктов и осадка в пропорции, определяемой опытным путем, сжигается в котельной депо.

Приток сточных вод на МОС железнодорожной станции.

Таблица 2.2

ГЛАВНЫЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

ПРИТОК СТОЧНЫХ ВОД НА ГЛАВНЫЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

ТАБЛИЦА 3.1

S13775.72

3.1. Определение концентраций загрязнений.

Концентрация загрязнений бытовых сточных вод от населенного пункта:

- по взвешенным веществам :

a_вв * 1000

K_быт ^вв = ¾¾¾¾¾, мг/л, (3.1)

n

где n - норма водоотведения на одного человека, л/сут;

a_вв - количество взвешенных веществ, приходящихся на одного человека.

65 * 1000

K_быт ^вв = ¾¾¾¾ = 260 мг/л.

250

- по БПК₂₀ :

a_бпк * 1000

K_бытбпк = ¾¾¾¾¾, мг/л, (3.2)

n

где a_бпк - количество загрязнений по БПК₂₀ ;

75 * 1000

K_быт ^бпк = ¾¾¾¾ = 300 мг/л.

250

Концентрация загрязнений стоков от завода музыкальных инструментов:

- по взвешенным веществам K_вв = 5 мг/л;

- по БПК₂₀ K_бпк =5 мг/л.

Концентрация загрязнений сточных вод от пункта промывки вагонов, вагонного депо после местных очистных сооружений составляет:

- по взвешенным веществам K_вв = 11 мг/л;

- по БПК₂₀ K_бпк = 20 мг/л.

Концентрация загрязнений смеси сточных вод определяется по формуле:

K_быт * Q_быт + K_пр * Q_пр + K_жд * Q_жд

K_см = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾, мг/л, (3.3)

Q_быт +Q_пр + Q_жд

где Q_быт , Q_пр , Q_жд - расходы стоков от населенного пункта, предприятия и железнодорожной станции, м³ /сут.

- по взвешенным веществам :

260 * (13500+26.5) + 5 * 187.5 + 11 * (32.96+18.76+10)

K_см ^вв = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 255.4 мг/л;

13526.5 + 187.5 + 61.72

- по БПК₂₀ :

300 * (13500 + 26.5) + 5 * 187.5 + 20 * 61.72

K_см ^бпк20 = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 294.7 мг/л.

13526.5 + 187.5 + 61.72

3.2 Определение необходимой степени очистки сточных вод по взвешенным веществам.

По согласованию с органами Санэпиднадзора предельно допустимое содержание взвешенных веществ в сточных водах, поступающих в водоем принято m = 5 мг/л.

Необходимая степень очистки по взвешенным веществам определена по формуле:

K_см ^вв - m

Э_вв = ¾¾¾¾¾ * 100 % (3.4)

K_см ^вв

255.4 - 5

Э_вв = ¾¾¾¾ * 100 % = 98 %.

255.4

3.3 Определение необходимой степени очистки по БПК₂₀ .

По согласованию с органами Санэпиднадзора предельно допустимая концентрация загрязнений по БПК₂₀ в сточных водах, поступающих в водоем принято m = 5 мг/л.

Предельно допустимая концентрация загрязнений по БПК₂₀ принята K_доп ^бпк = 5 мг/л.

Необходимая степень очистки по БПК₂₀ :

K_см ^бпк - K_доп ^бпк

Э_бпк = ¾¾¾¾¾¾ * 100 %. (3.5)

K_см ^бпк

294.7 - 5

Э_бпк = ¾¾¾¾ * 100% = 98.3 %.

294.7

3.4. Выбор метода очистки сточных вод и технологической схемы очистной станции

На основании приведенных выше расчетов установлено:

Q_сут = 13775.72 м³ /сут,

Q_{max. ч} = 918.87 м³ /ч,K_см ^вв = 255.4 мг/л,

q_{max. с} = 255 л/с,K_см ^бпк = 294.7 мг/л.

Требуемый эффект очистки составляет:

Э_вв = 98%; Э_бпк = 98.3%.

После реконструкции во время дождя расходы сточных вод составят:

Q_сут ^д = 38083.6 м³ /сут;

Q_{max. ч} ^д = 1803.2 м³ /ч, K_см ^вв = 156.2 мг/л,

Q_max.c ^д = 500.88 л/с,K_см.д ^бпк = 140.5 мг/л.

Состав сооружений для очистки сточных вод выбран исходя из следующих показателей: производительности ОС (Q_сут ), концентрации загрязнений (K_см ), потребной степени очистки сточных вод (L_ex = 5 мг/л). Итак, принята технологическая схема ОС с аэротенками-смесителями с рециркуляцией активного ила.

3.5. Расчет сооружений очистной станции.

3.5.1. Расчет приемной камеры.

Для приема сточных вод из напорных водоводов перед очистными сооружениями устраивается приемная камера из сборного железобетона, схема которой приведена на рис.3.2. Размеры приняты в соответствии с пропускной способностью по [3]:

Диаметр напорного трубопровода при подаче стоков по двум ниткам: 250 мм.

3.5.2. Расчет горизонтальных песколовок с круговым движением воды.

Песколовки предусмотрены для удаления из сточных вод тяжелых минеральных загрязнений, главным образом - песка. Песколовки рассчитываются на максимальный расход сточных вод q_max = 0.255 м³ /с, по которому назначены:

наружный диаметр песколовки D_н = 6000 мм;

Число песколовок в соответствии с требованиями СНиП принято n=2, обе рабочие.

Площадь живого сечения кольцевого желоба песколовки:

q_max

w = ¾¾¾, м² , (3.6)

n * V

где V - скорость движения воды в песколовке при максимальном притоке сточных вод, согласно [1]V = 0.3 м/с.

0.255

w = ¾¾¾ = 0.43 м² .

2 * 0.3

Высота треугольной части кольцевого желоба песколовки:

b

h_тр = ¾ *tg a, м, (3.7)

2

где a - угол наклона стенок желоба к горизонту, согласно [1] a = 60°.

0.8

h_тр = ¾ * tg 60° = 0.69 м.

2

Площадь треугольной части желоба:

b * h_тр b

w_тр = ¾¾¾ = ¾ * tg a, м² , (3.8)

2 4

0.8 * 0.69

w_тр = ¾¾¾¾ = 0.28 м² .

2

Площадь прямоугольной части кольцевого желоба:

w_пр = w - w_тр , м² , (3.9)

w_пр = 0.43 - 0.28 = 0.15 м² .

Высота жидкости в прямоугольной части желоба:

w_пр

h_пр = ¾¾, м, (3.10)

b

0.15

h_пр = ¾¾ = 0.19 м.

0.8

Суммарная полезная высота кольцевого желоба:

h_ж = h_пр + h_тр , м, (3.11)

h_ж = 0.19 + 0.69 = 0.88 м.

Высота бункера песколовки:

(D_н - b) - d₀

h_бунк = ¾¾¾¾¾ *tg a, м, (3.12)

2

где d - диаметр нижнего основания бункера для песка,d₀ = 0.4...0.5 м

(6 - 0.8) - 0.4

h_бунк = ¾¾¾¾¾ * tg 60° = 4.16 м.

2

Высота борта песколовки принимается h_б = 0.3 м.

Строительная высота песколовки:

H_стр = h_б + h_ж +h_бунк , м, (3.13)

H_стр = 0.3 + 0.88 + 4.16 = 5.34 м.

Продолжительность протекания сточных вод по кольцевому желобу песколовки определяется по формуле:

L p * (D_н - b)

t = ¾ = ¾¾¾¾¾, с, (3.14)

V V

Согласно [1] продолжительность протекания сточных вод по кольцевому желобу должна быть не менее 30 с.

3.14 * (6 - 0.8)

t = ¾¾¾¾¾¾ = 54.43> 30 с.

0.3

Суточный объем песка, задерживаемого в песколовках:

A * N_пр ^вв

W_ос = ¾¾¾¾, м³ /сут, (3.15)

1000

где A - количество песка, задерживаемого в песколовках на 1 человека; согласно [1], A = 0.02 л/сут;

N_пр ^вв - приведенное число жителей в населенном пункте по взвешенным веществам;

N_пр ^вв = N + N_экв ^вв , (3.16)

где N - число жителей в населенном пункте;

N_экв ^вв - эквивалентное число жителей в населенном пункте по взвешенным веществам;

K_пр * Q_пр + K_жд * Q_жд

N_экв = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾, (3.17)

A_вв

5 * 187.5 + 11 * 61.72

N_экв ^вв = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 25 чел.

65

N_пр ^вв = 54000 + 25 = 54025 чел.

0.02 * 54025

W_ос = ¾¾¾¾¾¾ = 1.08 м³ /сут.

1000

Выпавший песок удаляется гидроэлеватором в песковые бункеры, где обезвоживается.

После реконструкции сети в полураздельную, во время дождя расход сильно возрастает, а, следовательно, увеличиваются скорости движения воды в песколовке. Расход сточных вод, подаваемых на очистку во время расчетного дождя составляет q_max.c = 500.88 л/с. В связи с этим приняты к установке еще две песколовки вышеуказанных размеров. При этом скорость протекания воды в четырех песколовках послерасчетного дождя составит:

q 0.501

V = ¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 0.29 м/с.

n * w 4 * 0.43

При сухой погоде работают две секции песколовок.

3.5.3 Расчет песковых бункеров.

Песковые бункеры предусмотрены для подсушивания песка, удаляемого из песколовок. Они расположены в здании, на эстакаде, приспособленной для погрузки песка в автотранспорт.

Конструктивно бункеры представляют собой цилиндрические железобетонные резервуары с коническим днищем.

Полезный объем одного бункера определен по формуле:

W_ос * T

W_бунк = ¾¾¾¾, м³ , (3.18)

n

где W_ос - суточный объем осадка, задерживаемого в песколовках, м³ /сут;

T - время хранения осадка в бункерах, согласно [1], принимаем T = 5сут;

n - число бункеров, принимаем n = 2.

1.08 * 5

W_бунк = ¾¾¾ = 2.7 м³ .

2

Принимаем диаметр бункера D = 1.6 м и определяем высоту усеченного конуса:

D - d₀

h_ус = ¾¾¾ * tg a, м, (3.19)

2

где d₀ = 0.5 м, а a³ 60°.

1.4 - 0.5

h_ус = ¾¾¾¾ * tg 60° = 0.78 м.

2

Высота цилиндрической части бункера, м, определена по формуле:

4 * [W_бунк - 1/12 * p * h_ус * (D² + D * d₀ + d₀ ² )]

h_цил = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾. (3.20)

p * D²

4 * [2.7 - 1/12 * 3.14 * 0.78 * (1.4² + 1.4 * 0.5 + 0.5² )]

h_цил = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 1.37 м.

3.14 * 1.4²

Строительная высота бункера составит:

H_стр = h_б + h_цил + h_ус = 0.3 + 1.37 + 0.45 = 2.12 м. (3.21)

где h_б - высота борта бункера, принимаем h_б = 0.3 м.

3.5.4. Расчет первичных отстойников.

В качестве первичных отстойников в проекте предусмотрены отстойники с вращающимися сборно-распределительным устройством конструкции Скирдова. Их применяют для очистки бытовых и производственных сточных вод, содержащих до 500 мг/л взвешенных веществ. Отстойники данного типа приняты с учетом дальнейшего развития поселка. Конструкция отстойников обеспечивает условия отстаивания сточных вод близкие к статическим, в связи с чем пропускная способность этих отстойников выше пропускной способности обычных в среднем на 40%.

Расчетное значение гидравлической крупности определено по формуле:

1000 * H_set * K_set

U₀ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾, мм/с (3.22)

H_set * K_set n₂

t_set * (¾¾¾¾)

h₁

где H_set - глубина проточной части в отстойнике, м; согласно табл.31 [1] H_set = 0.8 - 1.2;

K_set - коэффициент использования объема проточной части отстойника; согласно табл.31 [1]K_set = 0.85;

t_set - продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h₁ ; принимается по табл. 2.2 [12]; при Э = 70%, = 3600 с;

n₂ - показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе охлаждения; принят по черт. 2. [1] n₂ = 0.31.

1000 * 1 * 0.85

U₀ = ¾¾¾¾¾¾¾¾ = 0.2 мм/с.

0.85 * 1 _0.31

3600 * (¾¾¾)

0.5

Диаметр отстойника с вращающимися сборно-распределительным устройством определен по формуле:

_________________

/ 4 * q_max

D = /¾¾¾¾¾¾¾¾¾, м, (3.23)

Ö n * p * K * (U₀ - V_tb )

где V_tb - турбулентная составляющая, мм/с, принимаемая по табл.32 [1] в зависимости от скорости потока в отстойнике V_w , мм/с; для отстойника с вращающимся сборно-распределительным устройством V_tb = 0.

________________

/ 4 * 255

D = /¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 29.8 м.

Ö 2 * 3.14 * 0.85 * 0.2

Принимаем типовой отстойник D = 30 м.

Производительность одного отстойника, м³ /ч, определена по формуле (33) [1]:

q_set = 2.8 * K_set * (D_set ² - d_en ² ) * (U₀ - V_tb ), (3.24)

где d_en - диаметр впускного устройства, м.

q_set = 2.8 * 0.85 * (30² - 1² ) * 0.31 = 424.2 м³ /ч.

Период вращения распределительного устройства составит:

1000 * H_set * K_set

T = ¾¾¾¾¾¾¾, с. (3.25)

U₀

1000 * 1 * 0.85

T = ¾¾¾¾¾¾¾ = 4250 с = 1ч. 11мин.

0.2

Количество осадка, выделяемого при отстаивании определено по формуле:

Q_сут ^вв * K_см * Э^вв

W_ос = ¾¾¾¾¾¾¾¾, м³ /сут, (3.26)

(100 - p_m ) * r * 10⁶

где Q_сут - суточный расход сточных вод, поступающих на сооружения, м³ /сут;

p_m ^вв - влажность осадка,p_m = 95%;

r - плотность осадка,r = 1 т/м³ .

13775.7 * 255.4 * 70

W_ос = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 49.3 м³ /сут.

(100 - 95) * 1 * 10⁶

Высота слоя осадка принята 0.3 м.

Высота нейтрального слоя воды - 0.7 м.

Высота отстойника составит:

H_стр = 0.3 + 1 + 0.7 = 2 м.

Объем приямка определен по формуле:

W_пр = W_ос *Т = 49.3 * 2 = 98.5 м² , (3.27)

где T - время пребывания осадка в приямке, сут; согласно п.6.66. [1]T = 2 сут.

Выгрузку осадка рекомендуется производить один раз в сутки, но не реже одного раза в 2 суток под гидростатическим давлением.

После реконструкции, в период дождя производительность одного отстойника составит:

Q_{max. ч} ^д 1803.2

q_set = ¾¾¾ = ¾¾¾ = 901.6м³ /ч.

n 2

Выразим из формулы (4.24) гидравлическую крупность частиц осаждающихся в отстойнике во время дождя:

901.6

U₀ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 0.42 мм/с.

2.8 * 0.85 * (30² - 1² )

Из формулы (4.22) находим продолжительность отстаивания в данных условиях:

1000 * 1 * 0.85

t_set = ¾¾¾¾¾¾¾¾ = 1717 c.

0.85 * 1 _0.31

0.42 * (¾¾¾)

0.5

При такой продолжительности отстаивания эффект осветления составляет Э = 63%. Поэтому первичные отстойники не подвергаются реконструкции.

3.5.5. Расчет аэротенков .

К проектированию приняты аэротенки-смесители с рециркуляцией активного ила. Аэротенки-смесители согласно [11] применяют при БПКполн < 1000 мг/л при значительных колебаниях расхода и состава стока. Так как БПКполн поступающей в аэротенки воды больше 150 мг/л, предусматривается регенерация активного ила.

Первоначально определяем степень рециркуляции активного ила, ориентировочно приняв дозу ила в аэротенке a_i = 3.5 г/л и иловый индекс I_i = 90 см³ /г:

a_i 3.5

R_i = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 0.46. (3.28)

1000/I_i - a_i 1000/90 - 3.5

Продолжительность окисления органических загрязняющих веществ определена по формуле (54) [1]:

L_en - L_ex

t₀ = ¾¾¾¾¾¾¾¾, ч, (4.29)

R_i * a_r * (1 - s) * r

где L_en - БПКполн. поступающей в аэротенк сточной воды, мг/л;

L_ex - БПКполн. очищенной воды, мг/л;

s - зольность ила, принимаемая по табл. 40 [1]; для городских сточных вод s = 0.3;

r - удельная скорость окисления, мг БПКполн. на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч, определяемая по формуле:

L_ex * C₀ 1

r = r_max * ¾¾¾¾¾¾¾¾ * ¾¾¾¾, (3.30)

L_ex * C₀ + K₀ * L_ex 1 + j * a_r

здесь r_max - максимальная скорость окисления, мг/(г*ч), принимаемая по табл. 40 [1]; для городских сточных вод r_max = 85;

C₀ - концентрация растворенного кислорода, мг/л; по опыту эксплуатации принимаем С₀ = 2 мг/л;

K₁ - константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПКполн./л, и принимаемая по табл. 40 [1]; для городских сточных вод K1 = 33 мг БПКполн./л;

K₀ - константа, характеризующая влияние кислорода, мг О₂ /л, и принимаемая по табл. 40 [1]; для городских сточных вод K₀ = 0.625 мг О₂ /л;

j - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, принимаемый по табл. 40 [1]; для городских сточных вод j = 0.07 л/г.

a_r - доза ила в регенераторе, г/л, предварительный подсчет дозы ила произведенпо формуле:

a_r = a_i * (1/2 * R_i + 1) = 3.5 * (1/2 * 0.46 + 1) = 4.31 г/л. (3.31)

15 * 2 1

r = 85 * ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ * ¾¾¾¾¾¾ = 18.6 мг.

15 * 2 + 33 * 2 + 0.625 * 15 1 + 0.07 * 4.31

294.7 - 15

t₀ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 10.84 ч.

0.46 * 4.31 * (1 - 0.3) 18.6

Продолжительность обработки воды в аэротенке определена по формуле:

2.5 L_en ’ 2.5 206.58

t_at = ¾¾ lg ¾¾ = ¾¾ lg ¾¾¾ = 1.52 ч, (3.32)

__ L_ex ___ 15

Ö a_i Ö 3.5

где L_en ’ - БПКполн. поступающих в аэротенк сточных вод с учетом рециркуляционного ила, определенное по формуле:

L_en + L_t * R 294.7 + 15 * 0.46

L_en ’ = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾ = 206.58 мг/л

1 + R 1 + 0.46

Продолжительность регенерации ила определена по формуле:

t_r = t₀ - t_at = 10.84 - 1.52 = 9.32 ч. (3.33)

Расчетная продолжительность пребывания в системе ‘’аэротенк-регенератор’’ составляет:

t_at-r = (1 + Ri) * tat + Ri * tr, ч (3.34)

t_{at - r} = (1 + 0.46) * 1.52 + 0.46 * 9.32 = 6.51 ч.

Объем аэротенка определен по формуле (58) [1] и составляет:

W_at = t_at * (1 + R_i ) * q_w , м³ ,(3.35)

W_at = 1.52 * (1 + 0.46) * 918.87 = 2039 м³ .

Вместимость регенераторов определена по формуле (58) [1] и составляет:

W_r = t_r * R_i * q_w (3.36)

W_r = 9.32 * 0.46 * 918.87 = 3940 м³ .

Общий объем аэротенка с регенератором определю по формуле:

W = W_at + W_r = 2039 + 3940 = 5979 м³ . (3.37)

Для уточнения величины принятого ранее илового индекса I_i , определена средняя доза ила в системе ‘’аэротенк-регенератор’’:

(1 + R_i ) * t_at + R_i * t_r * a_r

a_ср = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾, г/л. (3.38)

t_at-r

(1 + 0.46) * 1.52 + 0.46 * 9.32 * 4.31

a_ср = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 3.18 г/л,

6.51

и нагрузку на ил, мг БПКполн. на 1 г беззольного вещества ила в сутки, по формуле (53) [1]:

24 * (L_en - L_ex ) 24 * (294.7 - 15)

q_i = ¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾¾ = 463.23 мг/г. (3.39)

a_ср * (1 - s) * t_{at - r} 3.18 * (1 - 0.3) * 6.51

По табл. 41 [1] при этом значении q_i для городских сточных вод I_i = 89.5 см³ /г, что отличается от ранее принятого I_i = 90 см³ /г.

С учетом скорректированного значения I_i по формуле (52) [1] уточняется величина коэффициента рециркуляции:

3.5

R_i = ¾¾¾¾¾¾ = 0.46.

1000/89.5 - 3.5

Поскольку полученное значение степени рециркуляции не отличается от предыдущего, то принимаем R_i = 0.46 для отстойников с илососами и дальнейшее уточнение расчетных параметров не производим.

Так как в данном случае для регенерации ила требуется 66% объема всего аэротенка:

(W_r /W) 100% = (3940/5979) = 66%,

то по табл. 3.6 [12] подбираем две секции трехкоридорных аэротенков-смесителей (типовой проект 902-2-268) с шириной каждого коридора 6 м, длиной 42 м, рабочей глубиной 5 м и объемом каждой секции - 3780 м³ . Общий объем аэротенков - 7560 м³ . Из общего объема каждой секции один коридор выделяется под аэротенк и два под регенератор. Фактическое время пребывания обрабатываемой воды в системе ‘’аэротенк-регенератор’’ составляет:

t_ф = W_общ /q_w = 7560/918.87 = 8.23 ч. (3.40)

Для расчета вторичных отстойников уточняется доза ила в аэротенке:

W_общ * a_{i . mix}

a_i = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾, г/л,(3.41)

W_atm + (1.2 * R_i + 1) * W_r

7560 * 3.5

a_i = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 6.07 г/л.

1259 + (1.2 * 0.46 + 1) * 2521

Гидравлическая нагрузка на вторичные отстойники определена по формуле (67) [1] и составляет:

4.5 * K_ss * H_set ^{0 .8}

q_ssa = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾, м³ /(м² * ч),(3.42)

(0.1 * I_i * a_i )^{0.5 - 0.01 * At}

где A_t - концентрация ила в осветленной воде, следует принимать A_t ³ 10 мг/л по [1]; принимаем A_t = 15 мг/л.

4.5 * 0.85 * 1^0.8

q_ssa = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 0.94 м³ /(м² * ч).

(0.1 * 90 * 6.07)^{0.5 - 0.01 * 15}

Расчет системы аэрации.

Принята мелкопузырчатая пневматическая система аэрации с применением керамических фильтросных пластин размером 300 ´ 300 ´ 35 мм, с удельным расходом воздуха q_пл = 80 - 120 л/мин.

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

q₀ * (L_en - L_ex )

q_air = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾. (3.43)

K₁ * K₂ * K_т * K₃ * (C_a - C₀ )

где q₀ - удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг БПКполн, принимаемый при очистке до БПКполн 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 [1]; принимаем в первом приближении f_az /f_at = 0.1 K₁ = 1.47;

K₂ - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэраторов h_a и принимаемый по табл. 43 [1];

K₂ = 2.8 при h_a = H - 0/3 = 5 - 0.3 = 4.7 м;

K_т - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который определен по формуле (62)[1]:

K_т = 1 + 0.02 * (T_w - 20) = 1 + 0.02 * (12 - 20) = 0.84 (3.44)

здесь T_w - среднемесячная температура воды за летний период,°С;

K₃ - коэффициент качества воды, принимаемый для городских сточных вод 0.85;

C_a - растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л, определяемая по формуле (63) [1]:

C_a = (1 + h_a /20.6) * C_т , (3.45)

здесь С_т - растворимость кислорода воздуха в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, определяемая по формуле:

475 - 26.5 * С_s 475 - 26.5 * 3

С_т = ¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 8.7, (3.46)

33.5 + T_w 33.5 + 12

где C_s - солесодержание воды, г/л; С_s = 3 г/л.

С_a = (1 + 4.7/20.6) * 8.7 = 10.68 мг/л.

1.1 * (294.7 - 15)

q_air = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 12.06 м³ /м³ .

1.47 * 2.8 * 0.84 * 0.85 * (10.68 - 2)

Интенсивность аэрации определена по формуле:

q_air * H_at 12.06 * 5

I_a = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 39.67 м³ /(м² * ч),(3.47)

t_at 1.52

где H_at - рабочая глубина аэротенка, м.

Проверка:

I_a.min < I_a > I_a.max

При этом I_a.max принимается по табл. 42 [1], в зависимости от соотношения f_az /f_at , а I_a.min - по табл.43 [1], в зависимости от глубины погружения аэратора h_a . Поскольку полученная интенсивность аэрации I_a > I_a.max , необходимо увеличить площадь аэрируемой зоны. Принимаем f_az /f_at = 0.35, тогда K₁ = 1.92.

1.1 * (294.7 - 15)

q_air = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 9.23 м³ /м³ .

1.92 * 2.8 * 0.84 * 0.85 * (10.68 - 2)

9.23 * 5

I_a = ¾¾¾¾ = 30.37 м³ /(м² * ч).

1.52

Проверка:

I_{a . min} < I_a < I_a.max .

где I_a.min = 3.15 м³ /(м² * ч),

I_a.max = 35 м³ /(м² * ч).

Общее количество воздуха W_в , м³ /ч, подаваемое в аэротенки, определено по формуле:

W_в = q_air * q_w = 9.23 * 918.87 = 8564 м³ /ч.

Прирост активного ила определен по формуле:

P_i = 0.8 * C_cdp + K_g * L_en , мг/л, (3.48)

где C_cdp - концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л;

С * (100 - Э) 255.4 * (100 - 70)

C_cdp = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾ = 76.62 мг/л;

100 100

K_g - коэффициент прироста; для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод K_g = 0.3.

P_i = 0.8 * 76.62 + 0.3 * 294.7 = 149.7 мг/л.

В аэротенках-смесителях пневматические аэраторы размещаются вдоль одной стены коридора, равномерно по всей длине. В регенераторах аэраторы размещаются неравномерно по длине: в первой половине - в два раза больше, чем во второй.

3.5.6. Расчет вторичных отстойников после аэротенков.

В качестве вторичных отстойников в проекте предусмотрены отстойники с вращающимся сборно-распределительным устройством конструкции Скирдова. Вторичные отстойники всех типов после аэротенков надлежит рассчитывать по гидравлической нагрузке q_ssa , м³ /(м² * ч), определенной в п.2.5.6.

Согласно [1], при минимальном числе отстойников их расчетный объем необходимо увеличивать в 1.2 - 1.3 раза.

Суммарная площадь отстойной части всех отстойников:

1.3 * Q_{max. ч}

F₀ = ¾¾¾¾¾, м² ,(3.49)

q_ssa

1.3 * 918.87

F₀ = ¾¾¾¾¾¾ = 1271 м² .

0.94

Диаметр одного отстойника определен по формуле:

_____ ________

/ 4 * F₀ / 4 * 1271

D = / ¾¾¾ = / ¾¾¾¾ = 28.5 м. (3.50)

Ö n * pÖ 2 * 3.14

Приняты к установке два типовых отстойника с вращающимся сборно-распределительным устройством. Третий отстойник предусмотрен для второй очереди строительства.

После реконструкции, при трех отстойниках D = 30 м, гидравлическая нагрузка во время дождя равна:

Q_{max. ч} ^д 1803.2

q_ssa = ¾¾¾ = ¾¾¾ = 0.85 м³ /(м² * ч)

F₀ ’ 2119.5

где F₀ ’ - площадь трех отстойников, м² ;

p * D² 3.14 * 30²

F₀ ’ = n * ¾¾¾ = 3 * ¾¾¾¾ = 2119.5 м² .

4 4

3.5.7. Расчет хлораторной и смесителя.

Дезинфекция сточных вод предусмотрена жидким хлором. Доза хлора согласно [1] принята a = 0.003 кг/м³ .

Потребный максимальный расход хлора:

W_max = a * Q_{max. ч} = 0.003 * 918.87 = 2.76 кг/ч, (3.51)

где Q_{max. ч} - часовой расход сточных вод в час максимального водоотведения, м³ /ч.

Среднечасовой расход хлора:

Q_сут 13775.7

W_ср = a * ¾¾ = 0.003 * ¾¾¾ = 1.72 кг/ч, (3.52)

24 24

Суточный расход хлора:

W_сут = W_ср * 24 = 1.72 * 24 = 41.28 кг/сут. (3.53)

Месячный расход хлора:

W_мес = W_сут * 30 = 41.28 * 30 = 1238 кг/мес. (3.54)

После реконструкции, при увеличении расхода стоков во время дождя расход хлора составит:

Потребный максимальный расход хлора определен по формуле (3.51):

W_max = 0.003 * 1803.2 = 5.41 кг/ч,

Среднечасовой расход хлора определен по формуле (3.52):

38083.6

W_ср = 0.003 * ¾¾¾ = 4.76 кг/ч,

24

Суточный расход хлора определен по формуле (3.53):

W_сут = 4.76 * 24 = 114.24 кг/сут.

Для приготовления и дозирования раствора хлора в хлораторной предусмотрена установка двух вакуумных хлораторов ЛОНИИ-100 производительностью каждый 3 кг/ч. Один хлоратор рабочий, второй - резервный. Для смешения воды с хлором предусмотрено устройство смесителя типа ‘’лоток Паршаля’’, общая длина которого 13.63 м, ширина горловины и = 500 мм, ширина подводящего лотка B = 600 мм, длина лотка смесителя L = 6.1 м, потери напора в смесителе Dh составляют 0.20 м.

3.5.8. Расчет контактных резервуаров.

Контактные резервуары предназначаются для обеспечения контакта сточных вод с хлором. В качестве контактных резервуаров предусмотрены горизонтальные отстойники без скребков. Продолжительность контакта сточных вод с хлором, согласно [1], принимается ³ 30 мин. Схема горизонтального контактного резервуара приведена на рис.

Рабочий объем контактных резервуаров определен по формуле:

W = Q_{max. ч} * t, м³ . (3.55)

где t - продолжительность контакта сточных вод с хлором, ч.

W = 918.87 * 1.0 = 918.9 м³ .

Глубина проточной части отстойников H = 2.5 м, их ширина B = 5 м (согласно [1]B = (2 - 5) * H), принимаем n = 2 отстойника.

Длина отстойника определена по формуле:

W 918.9

L = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 31 м. (3.56)

n * B * H 2 * 6 * 2.5

Соотношение L : H, согласно [1], должно находиться в пределах от 8 до 20, поэтому принимаем L = 31 м.

Объем осадка W_ос , выпадающего в контактных резервуарах, определено по формуле:

Q_сут 13775.72

W_ос = Q₀ * ¾¾ = 0.5 * ¾¾¾ = 6.9 м³ , (3.57)

1000 1000

где Q₀ - количество осадка, приходящегося на 1 м³ сточной воды в сутки; согласно [1] Q₀ = 0.5 л/м³ .

Высота слоя осадка в контактном резервуаре составляет:

W_ос 6.9

h_ос = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 0.02 м. (3.58)

n * B * L 2 * 6 * 31

Принимаем h_ос = 0.1 м.

Строительная высота контактного резервуара определена по формуле:

H_стр = h_б + H + h_н + h_ос = 0.3 + 2.5 + 0.3 + 0.1 = 3.2 м,

где h_б - высота борта, м;h_б = 0.3 м;

h_н - высота нейтрального слоя осадка, м;h_н = 0.3 м.

После реконструкции сети в полураздельную, во время расчетного дождя расход сточных вод резко возрастает и составляет:

Q_{max. ч} ^д = 1803.2 м³ /ч,

соответственно уменьшится время пребывания сточных вод в контактных резервуарах. Из формулы (3.55) выразим t:

t = W/Q_{max. ч} = 918.9/1803.2 = 0.51 ч.

3.5.9. Расчет илоуплотнителей.

Илоуплотнители предназначаются для предварительного уплотнения избыточного ила перед подачей его из вторичных отстойников в метантенки. В качестве илоуплотнителей используются вертикальные отстойники.

Расчет илоуплотнителей ведется на максимальный часовой приток избыточного активного ила, м³ /ч,

P_max * Q_сут 179.6 * 13775.72

q_max = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾ = 25.8м³ /ч, (3.59)

24 * C 24 * 4000

где C - концентрация уплотняемого избыточного активного ила, г/м³ ;

P_max - содержание избыточного активного ила, г/м³ ;

P_max = K_м * P = 1.2 * 149.7 = 179.6 мг/л, (3.60)

здесь K_м - коэффициент месячной неравномерности прироста ила, равный 1.2.

Суммарная площадь живого сечения труб илоуплотнителей F₀ , м² :

q_max 25.8

F_т = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 0.24 м² , (3.61)

3600 * V_тр 3.6 * 30

где V_тр - скорость в центральной трубе илоуплотнителя, согласно [1], V_тр <= 30 мм/с;

Суммарная площадь отстойной части илоуплотнителей F₀ , м² :

q_ж 15.5

F₀ = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 43 м² , (3.62)

3.6 * V₀ 3.6 * 0.1

где V₀ - скорость движения жидкости в отстойной зоне вертикального илоуплотнителя, принимается по [1]V₀ <=0.1 мм/с;

q_ж - максимальный расход жидкости, м³ /ч, отделяемой в процессе уплотнения;

q_ж = q_max * (W₁ - W₂ )/(100 - W₂ ) = (3.63)

99.2 - 98

= 25.8 * ¾¾¾¾ = 15.5 м³ /ч,

100 - 98

где W₁ и W₂ - влажность поступающего и уплотненного ила, %.

Число илоуплотнителей принимается равным n = 2.

Диаметр илоуплотнителя, м:

___________ ____________

/ 4 * (F_т + F₀ ) / 4 * (0.24 + 43)

D_г = / ¾¾¾¾¾ = / ¾¾¾¾¾¾ = 5.3 м. (3.64)

Ön * pÖ 2 * 3.14

Диаметр центральной трубы илоуплотнителя:

______ _______

/ 4 * F_т / 4 * 0.24

d_т = / ¾¾¾ = / ¾¾¾ = 0.39 м. (3.65)

Ön * pÖ 2 * 3.14

Диаметр и высота раструба центральной трубы D_p и h_p :

D_p = h_p = 1.35 * d_т = 1.35 * 0.39 = 0.53 м. (3.66)

Диаметр отражательного щита D_щ :

D_щ = 1.3 * D_p = 1.3 * 0.53 = 0.69 м. (3.67)

Высота отстойной части илоуплотнителя:

h₀ = 3.6 * V₀ * t = 3.6 * 0.07 * 12 = 3 м, (3.68)

где t - продолжительность уплотнения ила в илоуплотнителе, принимается по СНИП,t = 12 ч.

Высота щели между низом центральной трубы и отражательным щитом:

q_max 25.8

h_щ = ¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 0.14 м; (3.69)

n * p * D_p * V_щ 2 * 3.14 * 0.53 * 15 * 3.6

где V_щ - скорость выхода ила из щели согласно [1]V_щ <=15 мм/с.

Высота усеченного конуса h_ус илоуплотнителя:

D - d₀ 5.3 - 0.5

h_ус = ¾¾¾ * tg a = ¾¾¾ * tg 60 = 4.16 м. (3.70)

2 2

Объем усеченного конуса отстойника W_ус в м³ :

W_ус = (1/12) * p * h_ус * (D + D * d₀ + d₀ ), (3.71)

= (1/12) * 3.14 * 4.16 * (5.3² + 5.3 * 0.5 + 0.5² ) = 33.7 м³ .

Потребный объем иловой части илоуплотнителя:

100 - p₁ t_ил

W_ил = q_max * ¾¾¾ * ¾¾ = (3.72)

100 - p₂ n

100 - 99.2 8

= 25.8 * ¾¾¾¾ * ¾¾ = 20.64 м³ ,

100 - 98 4

где p₂ - влажность уплотненного активного ила; согласно [1],p₂ = 98%;

t_ил - продолжительность пребывания ила в иловой части илоуплотнителя;t_ил = 8 ч.

Так как W_ил <W_ус , то иловая часть илоуплотнителя располагается в усеченном конусе его.

Строительная высота илоуплотнителя H_стр :

H_стр = h_б + h_щ + h_н + h₀ + h_ус , (3.73)

H_стр = 0.3 + 0.14 + 0.3 + 3 + 4.16 = 7.9 м,

где h_н - высота нейтрального слоя, располагаемого в цилиндрической части сооружения, принимается 0.3 м.

3.5.10. Расчет метантенков.

Метантенки применяются для сбраживания осадков бытовых и производственных сточных вод. В метантенки поступает уплотненный избыточный ил из уплотнителей, а также осадок из первичных отстойников и контактных резервуаров.

Расчет метантенков производится в следующем порядке:

Суточное количество сухого вещества в осадке и активного ила, образующихся на станции, т, определены по следующим формулам:

K_см ^вв * Э * k 255.4 * 0.7 * 1.2

Q_сух = ¾¾¾¾¾¾ * Q_сут = ¾¾¾¾¾¾¾ * 13775.72 = 3 т/сут, (3.74)

1000 * 1000 1000 * 1000

P_i - b 149.7 - 12

И_сух = ¾¾¾¾¾ * Q_сут = ¾¾¾¾¾ * 13775.72 = 1.9 т/сут, (3.75)

1000 * 1000 1000 * 1000

где Э - эффективность задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках; Э = 70%;

k - коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ, не улавливаемых при отборе проб для анализа; согласно [12] k = 1.2;

P_i - прирост активного ила, мг/л; см. п. 3.5.5;

b - вынос активного ила из вторичных отстойников, мг/л.

Количество беззольного вещества осадка и активного ила:

Q_сух * (100 - B_г ) * (100 - З_ос ) 3 * (100 - 5) * (100 - 30)

Q_без = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 2 т/сут, (3.76)

100 * 100 100 * 100

И_сух * (100 - B_г ) * (100 - З_ил ) 1.9 * (100 - 5) * (100 - 25)

И_без = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 1.4 т/сут,(3.77)

100 * 100 100 * 100

где B_г и B_г ’ - гигроскопическая влажность осадка и уплотненного избыточного ила;B_г = B_г ’ = 5 %;

З_ил и З_ос - зольность сухого вещества осадка и избыточного активного ила; З_ил = 25 %, З_ос = 30 %.

Расход сырого осадка и избыточного активного ила, м³ /сут:

100 * Q_сух 100 * 3

V_ос = ¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 50 м³ /сут; (3.78)

(100 - W_ос ) * r_ос (100 - 94) * 1

где W_ос - влажность сырого осадка из первичных отстойников, %;

r_ос - плотность осадка.

100 * И_сух 100 * 1.9

V_ил = ¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 63 м³ /сут; (3.79)

(100 - W_ил ) * r_ил (100 - 97) * 1

где W_ил - влажность уплотненного в илоуплотнителях избыточного активного ила, %;

r_ил - плотность уплотненного избыточного ила.

Общий расход осадков на станции:

- по сухому веществу

M_сух = Q_сух + И_сух = 3 + 1.9 = 4.9 т/сут; (3.80)

- по беззольному веществу

М_без = Q_без + И_без = 2 + 1.4 = 3.4 т/сут; (3.81)

- по объему смеси фактической влажности

М_общ = V_ос + V_ил = 50 + 63 = 113 м³ /сут. (3.82)

Средние значения влажности смеси и зольности, %:

B_см = 100 * (1 - М_сух /М_общ ) = 100 * (1 - 4.9/113) = 95.7 %. (3.83)

é М_без ù

З_см = 100 * ½1 - ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾½ =

ëQ_сух * (100 - B_г )/100 + И_сух * (100 - B’)/100û

é 3.4 ù

= 100 * ½1 - ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾½ = 27 %. (3.84)

ë 3 * (100 - 5)/100 + 1.9 * (100 - 5)/100û

Суточная доза загрузки осадка в метантенк, согласно [1] d = 19 % (так как принят термофильный режим сбраживания осадка с T = 53°С).

Требуемый объем метантенков:

M_общ * 100 113 * 100

W_мет = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 595м³ . (3.85)

d 19

Принимаем к проектированию m = 2 метантенка.

Объем одного метантенка:

W_мет 595

W_мет ’ = ¾¾ = ¾¾ = 297.5 м³ . (3.86)

m 2

Принят типовой метантенк:

- полезный объем одного резервуара 500 м³ ,

- диаметр D = 10 м,

- высота верхнего конуса h_в.к = 1.45 м,

- высота нижнего конуса h_н.к = 1.7 м,

- высота цилиндрической части h_ц = 5 м,

- строительная высота метантенка H_стр = 8.15 м.

Распад беззольного вещества осадка, загруженного в метантенк:

Y = a - n * D = 49.3 - 0.17 * 10 = 47.6 %, (3.87)

где a - предел сбраживания осадка, %:

44 * И_без + 53 * Q_без 44 * 1.4 + 53 * 2

a = ¾¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾ = 49.3 %; (3.88)

M_без 3.4

n - экспериментальный коэффициент, зависящий от влажности осадка и температурного режима сбраживания, принимаемый по табл. 61 [1].

Объем метана, образующегося в метантенке при сбраживании осадка:

Y * M_безз 47.6 * 3400

W_г = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 1618 м³ , (3.89)

100 * г 100 * 1

где г - плотность газа г = 1 кг/м³ ,

Потребная площадь газосборной горловины:

W_г 1618

F_г = ¾¾¾ = ¾¾¾ = 1.16 м² , (3.90)

m * 700 2 * 700

где 700 м³ /м² в сутки - допустимый выход газа в метрах кубических на 1 м² площади газосборной горловины в сутки.

Диаметр газосборной горловины:

_______ ________

/ 4 * F_г. / 4 * 1.16

D_г = /¾¾¾ = /¾¾¾¾ = 1.22 м. (3.91)

ÖpÖ 3.14

Потребный объем мокрых газгольдеров, предусмотренных для сбора и хранения газа, а также для выравнивания давления в газовой сети.

t * W_г 2 * 1618

W_гг = ¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 67.4 м³ , (3.92)

m_г * 24 2 * 24

где t - время хранения газа в мокрых газгольдерах, ч;

m_г - число принятых газгольдеров.

По найденному объему одного газгольдера W_гг подобран типовой газгольдер 7-07-01/66 объемом 100 м³ с размерами: внутренний диаметр резервуара D_р = 7400 мм; внутренний диаметр колокола D_к = 6600 мм; высота газгольдера H = 7450 мм; высота резервуара H_р = 3450 мм; высота колокола H_к = 3400 мм.

3.5.11. Расчет центрифуги.

Центрифуги предназначены для обезвоживания осадка после осветлителей-перегнивателей и метантенка. Количество осадка, поступающего в центрифуги:

M_сух * 1000 4.9 * 1000

W_ц = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 8.5 м³ /ч, (3.93)

24 * r * T 24 * 1.5 * 16

Согласно [1] принимаем 1 рабочую и 1 резервную центрифуги после метантенка (количество осадка = 8.5 м³ /ч).

Принимаем к установке центрифуги типа ОГШ - 50К - 4 с основными расчетными параметрами:

4.5.12. Расчет иловых площадок-уплотнителей.

В соответствии с [1], вместе с механическим обезвоживанием в проекте предусмотрены аварийные иловые площадки-уплотнители в объеме 20% годового количества осадка. Схема иловых площадок-уплотнителей представлена на рис.3.10. Согласно табл. 64 [1] нагрузка на иловые площадки-уплотнители равна h=1.0 м³ /м² в год.

Полезная площадь площадок-уплотнителей в м2 определена по формуле:

365 * M_общ 365 * 113

F_п = 0.2 * ¾¾¾¾¾¾ = 0.2 * ¾¾¾¾¾ = 8775.5 м² (3.92)

h * K 1 * 0.94

где K - климатический коэффициент, принимаемый по карте изолиний, приведенной на черт.3.[1].

По табл.3 [13] принимаем число карт площадок-уплотнителей:

F_п 8775.5

n = ¾¾ = ¾¾¾ = 8 карт, (3.93)

f_к 1188

с размерами b = 18 м,l = 66 м,H_стр = 2.4 м.

3.5.13. Расчет сооружений доочистки биологически очищенных сточных вод.

В качестве реконструкции очистной станции предложен блок доочистки сточных вод.

Доочистка биологически очищенных сточных вод ведется по следующей схеме:

промывка

РОВ НС Б.СЕТКИ ФИЛЬТРЫ СМ

Р1 НС с

промыв. б

р

.

Р2 в

сбр. вода.

рис.3.11. Схема доочистки биологически очищенных сточных вод

3.5.13.1. Расчет барабанных сеток.

Барабанные сетки типа БСБ с бактерицидными лампами используют в схемах доочистки перед фильтрами с зернистой загрузкой для выделения из воды крупных примесей, не оседающих во вторичных отстойниках, с целью защиты фильтровальных сооружений от засорения и для обеспечения нормальной работы фильтров. Исходя из производительности станции Q = 1803.2 м³ /ч, принимаем четыре рабочие и одну резервную барабанные сетки производительностью 0.55 тыс.м³ /ч: типоразмер 1.5´2.8, число поясов барабана = 3, длина´ширина´высота = 4525´1850´2750 мм.

Расход промывной воды составляет 0.5% расчетной производительности, т.е. 2.5 л/с. Промывная вода отводится в голову сооружений перед первичными отстойниками.

3.5.13.2. Расчет скорых безнапорных фильтров с двухслойной загрузкой.

Для глубокой очистки сточных вод (до 5 мг/л), согласно [1], принимаются двухслойные фильтры с подачей воды сверху-вниз. Загрузка состоит из антрацита (верхний слой) и кварцевого песка (нижний слой). Поддерживающим слоем служит гравий.

В соответствии с [1] фильтры загружаются:

- антрацитом с крупностью зерен 0.8...1.8 мм и толщиной слоя 0.4 м;

- кварцем с крупностью зерен 0.5...1.2 мм и толщиной слоя 0.6 м;

- гравием с крупностью зерен 2.0...32.0 мм и толщиной слоя 0.6 м.

Общая толщина всей загрузки фильтра H составит 1.6 м. Высота слоя воды над поверхностью загрузки принимается h = 2.5 м > 2 м.

1. Определение размеров фильтра.

Полная (полезная) производительность фильтровальной станции Q_сут = 38083.6 м³ /сут, или Q_час = 1803.2 м³ /ч, или q_сек = 500.88 л/с.

Суммарная площадь фильтров с двухслойной загрузкой при продолжительности работы станции T = 24 ч, скорости при нормальном режиме V_р.н. = 8 м/с, интенсивности промывки w = 14 л/(с*м² ), продолжительность этапа промывки t₁ = 0.12 ч, время простоя фильтра в связи с промывкой t₂ = 0.33 ч, число промывок фильтра в сутки n = 2:

Q_сут

F = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = (3.94)

T * V_рн - 3.6 * w * n * t₁ - n * t₂ * V_рн

38083.6

= ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 218.1 м² .

24 * 8 - 3.6 * 14 * 2 * 0.12 - 2 * 0.33 * 8

Количество фильтров должно быть:

__ _____

N = 0.5 * ÖF = 0.5 * Ö218.1 = 8шт. (3.95)

Площадь одного фильтра 218.1/8 = 27.3 м² с размером в плане 5.2´5.25 м.

Скорость фильтрования при форсированном режиме составит:

N 8

V_р.ф. = V_р.н * ¾¾¾ = 8 * ¾¾¾ = 9.14 м/ч,

N - N₁ 8 - 1

что удовлетворяет требованиям [1] (здесь N₁ - количество фильтров, находящихся в ремонте).

2. Расчет распределительной системы фильтра.

Расход промывной воды, поступающей в распределительную систему, при интенсивности промывки w = 14 л/(с*м² ):

q_пр = f * w = 27.3 * 14 = 382 л/с. (3.96)

Диаметр коллектора распределительной системы принят d_кол = 600 мм, скорость движения промывной воды V_кол = 1.2 м (рекомендуемая скорость 1.0...1.2 м/с).

При размере фильтра в плане 5.2´5.25 м длина одного ответвления составит:

l_отв = (5.4 - D_кол )/2 = (5.4 - 0.63)/2 = 2.39 м (3.97)

где D_кол = 630 мм - наружный диаметр коллектора (по ГОСТ 10704 - 76 и ГОСТ 8696 - 74)

Количество ответвлений на каждом фильтре при шаге оси ответвлений z = 0.22 м составит:n_отв = (5.20/0.22)*2 = 48 шт. Ответвления размещаем по 24 шт. с каждой стороны коллектора.

Диаметр стальных труб ответвлений принимаем d_отв = 80 мм (ГОСТ 3262-75), тогда скорость входа промывной воды составит - (при расходе 382/48 = 7.96 л/с)V = 1.6 м/с.

В нижней части ответвлений под углом 60° к вертикали предусматриваются отверстия диаметром 10..14 мм. Принимаем отверстия d = 14 мм площадью каждое f_отв = 1.54 см² . Отношение площади всех отверстий на ответвлениях распределительной системы к площади фильтра принимаем 0.25...0.3%. Тогда

f_отв = 0.25 * 27.3/100 = 0.0683 м² или 683 см² .

Общее количество отверстий в распределительной системе каждого фильтра n₀ = f_отв /f₀ = 683/1.54 = 444 шт.

В каждом фильтре имеется по 40 ответвлений. Тогда количество отверстий на каждом ответвлении 444/48 = 10 шт. Шаг оси отверстий e₀ = 2.39/10 = 0.24 м = 240 мм.

3. Расчет устройств для сбора и отвода воды при промывке фильтра.

При расходе промывной воды на один фильтр q_пр = 382 л/с и количестве желобов n_ж = 3 расход воды, приходящейся на один желоб, составит q_ж = 382/3 = 127.3 л/с = 0.13 м³ /с. Расстояние между осями желобов e_ж = 5.25/3 = 1.75 м (должно быть не более 2.2).

Ширину желоба с треугольным основанием определяем по формуле:

₅ ____ ₅ _________

B = K * Öq² /b³ = 1.75 * Ö0.13² /2.57³ = 0.44 м. (3.98)

где b = 1.57 + a,a = 1.0...1.5;

K - коэффициент, принимаемый равным 2.1 для пятиугольных желобов.

Высота желоба h₁ = 0.5 * B = 0.22 м, а с учетом толщины стенки полная его высота будет 0.22 + 0.08 = 0.3 м; скорость движения воды в желобе V = 0.56 м/с.

Высота кромки желоба над поверхностью загрузки:

H * e 1.0 * 50

h_ж = ¾¾¾ + 0.3 = ¾¾¾¾ + 0.3 = 0.8 м,(3.99)

100 100

где H - высота фильтрующего слоя, м;

e - относительное расширение фильтрующей загрузки, %.

4. Расчет сборного канала.

Загрязненная промывная вода из желобов скорого фильтра свободно изливается в сборный канал. Поскольку фильтр имеет площадь f = 17.3 м² < 40 м² , он устроен с боковым сборным каналом. Расстояние от дна желоба до дна бокового сборного канала должно быть не менее:

₃ __________ ₃ ______________

H_кан =1.73 * Öq_пр ² /(g*b_кан ² ) + 0.2=1.73 * Ö0.382² /(9.81*0.7² ) + 0.2=0.74м. (3.100)

где q_кан - расход воды в канале, м³ /с;

b_кан - минимально допустимая ширина канала, принимается равной 0.7 м.

Скорость течения воды в конце сборного канала при размерах поперечного сечения f_кан = 0.5 * 1.0 = 0.5 м² составит V_кан =q_кан /f_кан = 0.382/0.5 = 0.764 м/с.

Высота фильтра составит:

H = h_пс + h_ф + h_воды + h_б = 0.6 + 1 + 2.5 + 0.5 = 4.6 м (3.101)

3.5.13.3. Резервуар очищенной воды.

Принимаем два круглых в плане резервуара D = 18 м и глубиной H = 4.5 м, объемом 1145 м³ .

3.5.13.4. Подбор насосов.

Для подачи воды из РОВ применяются 3 рабочих насоса марки Д630-90 и один резервный.

Для промывки фильтров - 2 одновременно действующих насоса Д630-90.

Для промывки барабанных сеток - 1 рабочий насос марки 1 1/2K-6.

Насосы, барабанные сетки, фильтры располагают в одном здании.

3.6 Гидравлический расчет лотков , трубопроводов и высотной установки ОС.

Гидравлический расчет лотков, трубопроводов и высотной установки очистных сооружений по воде.

Таблица 3.2

Гидравлический расчет лотков, трубопроводов и высотной установки очистных сооружений по илу.

Таблица 3.3

3.6.1. Расчет местных потерь напора в подводящих сифонах первичных отстойников.

Местные потери напора в сифоне составят:

1. резкий поворот сифона на 90°:

V₁ ² 0.91²

h_м = z * ¾¾ = 1.19 * ¾¾¾ = 0.05 м;

2 * g 2 * 9.81

2. внезапное сужение потока при входе воды из лотка в трубу:

w₂ p*d₂ ² 3.14 * 0.45²

¾ = ¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 0.80 м ®x = 0.15

w₁ 4*B₁ *H₁ 4*0.6*0.33

V₂ ² 1.12²

h_м = x * ¾¾ = 0.15 * ¾¾¾ = 0.01 м;

2 * g 2 * 9.81

3.увеличение скорости при входе в трубу:

V₂ ² - V₁ ² 1.12² - 0.91²

h_м = ¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 0.022 м

2 * g 2 * 9.81

4.два плавных поворота на 90°:

h_м = 2 * x * V₂ ² /(2 * g) = 2 * 0.29 * 1.12² /(2 * 9.81) = 0.037 м;

Сумма местных потерь напора в подводящем сифоне первичного отстойника составит:

åh_м1 = 0.05 + 0.01 + 0.022 + 0.037 = 0.12 м

3.6.2. Расчет местных потерь напора в отводящих сифонах первичных отстойников.

Местные потери напора составят:

1 -4 см. п. 4.6.1.

5.внезапное расширение потока при входе воды из трубы в лоток:

(V₁ - V₂ )² (1.12 - 0.91)²

h_м = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 0.002 м;

2 * g 2 * 9.81

Сумма местных потерь напора в отводящем сифоне первичного отстойника составит:

åh_м2 = 0.05 + 0.01 + 0.022 + 0.037 + 0.002 = 0.12 м

3.6.3. Расчет местных потерь напора в распределительной чаше вторичных отстойников.

Q₁ = 536 л/с;V₁ = 0.9 м/с;B₁ = 0.80 м;H₁ = 0.75 м;

Q₂ = Q₁ = 536 л/с;V₂ = 1.39 м/с;d₂ = 0.70 м;

Q₃ = Q₁ = 536 л/с;V₃ = 0.68 м/с;d₃ = 1 м;

Q₄ = Q₁ = 536 л/с;V₄ = 0.17 м/с;D_ч = 1.25 м;H_ч = 0.80 м;

Q₅ = Q₁ /2 = 268 л/с;V₅ = 1 м/с;B₅ = 0.46 м;H₅ = 0.45 м.

Местные потери:

1.Резкий поворот потока на 90°:

V₁ ² 0.9²

h_м = x * ¾¾ = 1.19 * ¾¾¾ = 0.049 м.

2 * g 2 * 9.81

2.Внезапное сужение потока при входе воды из лотка в трубу:

w₂ p * d² 3.14 * 0.7²

¾¾ = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 0.64 м. ®x = 0.23

w₁ 4 * B₁ * H₁ 4 * 0.8 * 0.75

V² 1.39²

h_м = x * ¾¾ = 0.2 * ¾¾¾ = 0.023 м.

2 * g 2 * 9.81

3.Увеличение скорости при входе в трубу:

V₂ ² - V₁ ² 1.39² - 0.9²

h_м = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 0.057 м.

2 * g 2 * 9.81

4.Два плавных поворота на 90°:

h_м = 2 * x * V₂ ² /(2 * g) = 2 * 0.29 * 1.39² /(2 * 9.81) = 0.057 м

5.Постепенное расширение потока:

(V₂ - V₃ )² (1.39 - 0.68)²

h_м = K * ¾¾¾¾ = 0.9 * ¾¾¾¾¾ = 0.023 м.

2 * g 2 * 9.81

6.Внезапное расширение потока при входе в чашу:

Q_ч 0.536

V_ч = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾ = 0.17 м/с;

p * D_ч * H_ч 3.14 * 1.25 * 0.8

(V₃ - V₄ )² (0.68 - 0.17)²

h_м = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 0.013 м.

2 * g 2 * 9.81

7.Внезапное сужение потока при выходе воды из чаши в лоток:

3 * w₅ 3 * B₅ * H₅ 3 * 0.6 * 0.45

¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾ = 0.26 м;®x = 0.4

w₄ p * D₄ * H₄ 3.14 * 1.25 * 0.8

V₅ ² 1²

h_м = x * ¾¾ = 0.4 * ¾¾¾ = 0.02 м.

2 * g 2 * 9.81

8.Увеличение скорости при входе в лоток:

V₅ ² - V₄ ² 1² - 0.17²

h_м = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 0.049 м.

2 * g 2 * 9.81

Сумма местных потерь напора в распределительной чаше:

åh_м =0.049+0.023+0.057+0.057+0.023+0.013+0.02+0.049=0.29 м.

3.6.4.Расчет местных потерь напора в подводящих сифонах вторичных отстойников.

Местные потери напора в сифоне составят:

1. резкий поворот сифона на 90°:

V₁ ² 1²

h_м = x * ¾¾ = 1.19 * ¾¾¾ = 0.06 м;

2 * g 2 * 9.81

2. внезапное сужение потока при входе воды из лотка в трубу:

w₂ p * d₂ ² 3.14 * 0.7²

¾ = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 0.64 м®z = 0.23

w₁ 4 * B₁ * H₁ 4 * 0.8 * 0.75

V₂ ² 1.39²

h_м = z * ¾¾ = 0.23 * ¾¾¾ = 0.023 м;

2 * g 2 * 9.81

3.увеличение скорости при входе в трубу:

V₂ ² - V₁ ² 1.39² - 0.9²

h_м = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 0.057 м;

2 * g 2 * 9.81

4.два плавных поворота на 90°:

h_м = 2 * z * V₂ ² /(2 * g) = 2 * 0.29 * 1.39² /(2 * 9.81) = 0.057м.

Сумма местных потерь напора в подводящем сифоне вторичного отстойника составит:

åh_м1 = 0.049 + 0.023 + 0.057 + 0.057 = 0.19 м.

3.6.4. Расчет местных потерь напора в отводящих сифонах вторичных отстойников.

Определение местных потерь напора в отводящем сифоне вторичного отстойника см.п.3.6.2. åh_м4 = 0.12 м.

3.7. План очистной станции.

План ОС представлен в масштабе 1:500. На нем изображены основные и вспомогательные ОС, трубопроводы различного назначения и дороги. На территории станции предусмотрено озеленение, границы обозначены забором.

Расположение сооружений очистки принято наиболее компактным, что уменьшает площадь ОС, протяженность лотков и труб, а следовательно и стоимость строительства.

ОС расположены группами. Разрывы между группами сооружений приняты минимальными по санитарным и противопожарным требованиям, но обеспечивающими возможность очередности строительства и проезда транспорта.

При компоновке ОС, некоторые из них находятся в одном здании: иловая НС конструктивно совмещена с хлораторной; здание НС и фильтровальные установки находятся вместе с барабанными сетками.

План ОС и высотная установка решена с учетом обеспечения самотечного движения воды. Для равномерного распределения сточных вод по сооружениям предусмотрены распределительные чаши и камеры.

Высотное расположение выполнено с учетом требования баланса земляных работ. Предусмотрены выемки и насыпи, при этом вокруг сооружений расположены площадки для прохода обслуживающего персонала шириной 2.0 м.

ГЛАВНАЯ НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ

Введение

Главная насосная станция предназначена для перекачки сточных вод на очистные сооружения после предварительной очистки на решетках-дробилках.

Конструкция ГНС представлена на листе 4.

Надземная часть станции - прямоугольная, размером 12 ´ 21 м. В надземной части насосной станции расположены: бытовые помещения, КТП, вентиляционные камеры, тепловой ввод, механическая мастерская, кладовая. Подземная часть - круглая в плане (глубина подводящего коллектора - 7.23 м). Подземная часть ГНС разделена глухой водонепроницаемой перегородкой на два отсека; в одном из них расположены решетки-дробилки, приемный резервуар, в другом - машинный зал. Во избежании затопления на подводящем коллекторе устанавливаются две задвижки с гидроприводами для отключения станции во время аварии. Управление задвижками - механическое от аварийного уровня воды в резервуаре. Ввод коллектора в станцию предусматривается по двум трубопроводам диаметром 700 мм. На подводящем коллекторе установлена камера разделения потока на два трубопровода.

Вода на хозяйственно-питьевые и производственные нужды подается из городского водопровода по одному вводу. Стоки от санитарных приборов сбрасываются непосредственно в канал приемного резервуара перед решетками-дробилками. Теплоносителем для системы горячего водоснабжения и отопления служит перегретая вода с параметрами 70 - 150°C. Система отопления принята горизонтальная, проточная.

В проекте предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция. В помещении решеток дробилок и резервуаров запроектирована механическая вентиляция в размере пятикратного воздухообмена. Причем 80% воздуха удаляется из канала решеток, и 20% из верхней зоны. Вытяжная система снабжена резервным вентилятором, включающимся автоматически при выключении основного. В машинном зале вентиляция запроектирована из расчета превышения температуры в летнее время в рабочей зоне на 10% выше наружной,т.к. пребывание в нем людей кратковременно. В бытовых помещениях предусмотрена механическая приточная вентиляция, вытяжка - естественная через дефлектор.

4.1. Приемный резервуар.

Емкость приемного резервуара подсчитана по формуле:

0.25 * Q_нас 0.25 * 918.9

W_рез = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 46 м³ ,

n₁ 5

где Q_нас - производительность насосов м³ /ч;

n₁ - количество включений насосов в час.

Дно приемного резервуара имеет уклон i = 0.1 к приямку, в котором расположены воронки всасывающих трубопроводов. Приемный резервуар оборудован трубопроводами для взмучивания осадка и смыва его со стенок и днища. Подача воды на взмучивание и обмыв регулируется задвижками с ручным приводом. Спуск в приемный резервуар осуществляется через специальные люки по стремянкам.

4.2. Помещение решеток-дробилок.

Решетки-дробилки представляют собой комбинированный механизм, предназначенный для задержания и подводного дробления крупных отбросов, находящихся в сточной жидкости и исключающий ручные работы по обработке отбросов.

К установке принимается две решетки-дробилки РД-600 (1 рабочая и 1 резервная).

Технические характеристики:

Пропускная способность по воде, м³ /сут..........................48000

4.3. Машинное отделение.

В машинном зале размещены три основных технологических насоса 8НФ (2 рабочих и 1 резервный); два насоса для подачи воды на уплотнение сальников основных насосов 3К-6 (1 рабочий и 1 резервный) и два дренажных насоса НСЦ-3 (1 рабочий и 1 резервный). Насосы 8НФ монтируются каждый на общей плите с электродвигателем, насос на раме комплексно с электродвигателем и щитом управления.

Насосы 8НФ установлены под залив. Работа их автоматизирована в зависимости от уровня сточных вод в приемном резервуаре.

При не включении или аварийной остановке любого насоса, а также при аварийном уровне сточных вод в приемном резервуаре, предусмотрено автоматическое включение резервного насоса.

Диаметры всасывающих и напорных трубопроводов приняты в соответствии с производительностью насосов и допустимых [2] скоростей движения сточных вод:

- во всасывающих трубопроводах V = 0.7 - 1.5 м/с;

- в напорных трубопроводах V = 1.0 - 2.5 м/с.

Для уменьшения износа валов основных насосов предусмотрено гидравлическое уплотнение сальников водопроводной водой, подаваемой под давлением, превышающем давление, развиваемое основным насосом на 0.3 - 0.5 кг/см² .

Для обеспечения разрыва струи воды, подаваемой из сети хозяйственно-питьевого водопровода на технические нужды, установлен бак разрыва струи W = 180 л.

Для сбора воды от мытья полов машинного отделения предусмотрен сборный лоток, заканчивающийся приямком.

Для монтажа и демонтажа насосов с электродвигателями и арматуры и для производства работ в машинном зале предусмотрены:

4.4. Расчет насосной станции для перекачки сточных вод.

Максимальный часовой приток к насосной станции:

Q₁ = 918.87 м³ /ч.

По данной максимальной производительности насосной станции Q₁ назначаем количество напорных трубопроводов n = 2.

Расход по каждому трубопроводу q₁ , л/с, найден по формуле:

1000 * Q₁

q₁ = ¾¾¾¾, л/с (4.1)

3600 * n

1000 * 918.87

q₁ = ¾¾¾¾¾¾ = 127.62 л/с.

3600 * 2

При известном расходе q₁ , исходя из экономических соображений и рекомендуемой скорости движения сточных вод в напорных трубопроводах V_н =1 - 2.5 м/с,[2], назначаем диаметр труб d=400мм.

При этом V = 1.02 м/с;i = 0.004.

Потери напора в наружных напорных трубопроводах h_н , м, определены по формуле:

h_н = 1.05 * i_н * l_н , м (4.2)

где i_н - гидравлический уклон, определен по [16];

l_н - длина напорных линий, м;

1.05 - коэффициент, учитывающий местные сопротивления.

h_н = 1.05 * 0.004 * 2225 = 9.35 м.

Требуемый напор насосов определен по формуле:

H = H_г + h_нс + h_н + h_зап , м, (4.3)

где H_г - геометрическая высота подъема жидкости, м.

Геометрическая высота подъема H_г определена как разность между отметкой L₂ , на которую производится подъем сточной жидкости, и расчетной отметкой жидкости в приемном резервуаре L₁ .

L₁ = L_к - a = 55.87 - 2 = 53.87 м,

где L_к - отметка дна подводящего коллектора;

L_к = 55.87 м;

a = 2 м - расстояние от дна коллектора до среднего уровня жидкости в резервуаре.

H_г = L₂ - L₁ = 70.19 - 53.87 = 16.32 м.

h_нс - потери напора в пределах насосной станции;h_нс = 2м;

h_зап - запас на излив жидкости из трубопровода;h_зап = 1м.

H = 16.32 + 2 + 9.35 + 1 = 28.67 м.

В данном проекте предусмотрена установка трех однотипных насосов: 2 рабочих и 1 резервный.

Подбор рабочих насосов осуществлен на расход:

Q₁ 918.87

¾¾ = ¾¾¾ = 459.4 м³ /ч

2 2

и на H = 28.7 м.

По [ ] выбран насос 8НФсо следующими характеристиками:

Q = 864 м³ /ч;

H = 29 м;

Частота вращения n = 960 об/мин;

КПД = 60%;

Мощность электродвигателя 115 кВт;

Диаметр рабочего колеса 540 мм;

Масса 1000 кг.

Возможны следующие режимы работы насосной станции:

A)Нормальный режим работы - наружные трубопроводы и оборудование станции исправны. Производительность насосной станции Q_нс = Q₁ = 918.87 м² /ч. Расчетный расход во всасывающей и напорной линиях каждого насоса равен соответственно q_вс1 и q_н1 :

1000 * Q₁ 1000 * 918.87

q_вс1 = q_н1 = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 127.62 л/с.

3600 * m 3600 * 2

Расчетный расход в наружных напорных трубопроводах:

q_р1 = q₁ = 127.62 л/с,

H₁ = 28.7 м.

B) Аварийный режим работы насосной станции - авария на одном из наружных напорных трубопроводов.

Производительность насосной станции Q₂ = Q₁ = 918.87 м³ /ч.

При аварии на одной из напорных линий и ее отключении, расход, проходящий по другой линии изменится, вследствие чего изменятся скорости движения, и, следовательно, местные потери и потери по длине. Поэтому выполнен перерасчет величины требуемого напора H₂ для случая аварии.

H₂ = H_г + h_нс + h_на + h_ни + h_зап , м

где h_на - потери напора на аварийном участке напорных трубопроводов, рассчитаны по формуле:

h_на = 1.05 * i_a * l_a = 1.05 * 0.012 * 750 = 9 м,

i_a - гидравлический уклон при пропуске расчетногорасхода q_р.а. по одной линии аварийного участка;i_а = 0.012;V = 2 м/с.

Расчетный расход на аварийном участке:

q_р.а. = Q₁ = 918.87 м³ /ч;

l_a - длина аварийного участка;l_a = 750 м.

h_ни - потери напора в наружных напорных трубопроводах, рассчитаны по формуле:

h_ни = 1.05 * i_и * l_и = 1.05 * 0.004 * 1475 = 6.2 м

Таким образом, требуемый напор при работе насосной станции в аварийном режиме составляет:

H₂ = 16.32 + 2 + 9 + 6.2 + 1 = 34.52 м.

Уточненные расчетные параметры для режимов работы насосной станции:

- нормального Q_нс = Q₁ = 918.87 м³ /ч,H = 28.7 м;

- аварийного Q_нс = Q₁ = 918.87 м³ /ч,H = 34.52 м.

После реконструкции системы водоотведения в полураздельную, во время дождя, расход сточных вод, поступающих в приемный резервуар насосной станции резко возрастает. Во время расчетного дождя он составляет: Q_l = 1803.2м³ /ч. Поэтому необходимо установить группу насосов, которая включается во время дождя. Принимаем к дополнительной установке один насос 8НФ. Данные насосы не обеспечат требуемый напор при диаметре напорных трубопроводов 400 мм. Поэтому необходимо заменить существующие трубопроводы, уложив трубы диаметром 550 мм.

Потери напора в наружных напорных трубопроводах во время дождя h_н.д , м, определены по формуле (4.2):

h_н.д = 1.05 * 0.0028 * 2225 = 6.54 м

где i_н.д - гидравлический уклон, определен по [16] при d = 550 мм и

1000 * 1803.2

q_{1 д} = ¾¾¾¾¾¾ = 250.44 л/с,

3600 * 2

i_н.д = 0.0028;V_н.д = 1.05 м/с.

Требуемый напор насосов определен по формуле (4.3).

L_{1 .д} = L_к.р - a = 55.08 - 2 = 53.08 м,

где L_к.р - отметка дна подводящего коллектора после реконструкции;

L_к.р = 55.08 м;

H_г.д = L₂ - L_{1 .д} = 70.19 - 53.08 = 17.11 м.

H_д = 17.11 + 2 + 6.54 + 1 = 26.65 м.

При аварии на напорных трубопроводах во время дождя q_д = 500.88 л/с;i_а.д = 0.0107;V_а.д = 2.11 м/с.

h_а.а = 1.05 * 0.0107 * 750 = 8.43 м;

h_а.и = 1.05 * 0.0028 * 1475 = 4.34 м;

H_д.ав = 17.11 + 2 + 8.43 + 4.34 + 1 = 32.88 м.

Определение действительных параметров работы двух рабочих насосов, а также работа трех насосов во время дождя, производится по совмещенному графику характеристик насосов и трубопроводов в нормальном и аварийном режимах.

Совмещенный график представлен на рис.4.1.

1) Характеристика Q-H,Q-h, и Q-N начерчена согласно паспортным данным насоса 8НФ.

2) Суммарная характеристика å(Q-H)₁₊₂ совместно работающих 2 насосов построена посредством удвоения производительности насоса при заданных значениях напоров.

3) Суммарная характеристика å(Q-H)₁₊₂₊₃ совместно работающих 3 насосов построена посредством утроения производительности насоса при заданных значениях напоров.

4) Характеристика трубопровода для нормального режима (Q-H)_тр.ну построена по уравнению:

H_тр1 = H_г + a₁ * Q² = 16.3 + 0.0000146 * Q² Q, м³ /ч H, м

H₁ - H_г

где a₁ = ¾¾¾¾ 100 16.5

Q₁ ² 200 16.9

Q₁ - в м³ /ч 400 18.6

28.7 - 16.3 600 21.6

a₁ = ¾¾¾¾¾ = 0.0000146 800 25.6

918.9² 1000 30.9

1200 37.3

1400 44.9

Характеристика трубопровода для аварийного режима (Q-H)_тр.ав построена по уравнению:

Q_тр.ав = H_г + a₂ * Q² = 16.3 + 0.0000215 * Q² Q, м³ /ч H, м

H₂ - H_г

a₂ = ¾¾¾¾;Q₂ - в м³ /ч 100 16.5

Q₂ ² 200 17.2

34.5 - 16.3 400 19.7

a₂ = ¾¾¾¾¾ = 0.0000215 600 24.0

918.9² 800 30.1

1000 37.8

1200 47.3

1400 58.4

Характеристика работы трубопровода во время дождя (Q-H)_тр.д построена по уравнению:

Q_{т р.д.н} = H_г.д + a₃ * Q_д ² = 17.11 + 0.0000029 * Q_д ² . Q, м³ /ч H, м

H_д - H_г.д

a₃ = ¾¾¾¾¾;Q_д - в м³ /ч 200 17.2

Q_д ² 400 17.6

26.65 - 17.11 600 18.2

a₂ = ¾¾¾¾¾ = 0.0000029 800 19.0

1803.2² 1000 20.0

1200 21.3

1400 22.8

1600 24.5

1800 26.5

2000 28.7

2200 31.2

2400 33.8

Характеристика работы трубопровода при аварии во время дождя (Q-H)_тр.д.ав построена по уравнению:

Q_{т р.д.ав} = H_г.д + a₄ * Q_д ² = 17.11 + 0.0000048 * Q_д ² . Q, м³ /ч H, м

H_д.ав - H_г.д

a₄ = ¾¾¾¾¾;Q_д - в м³ /ч 200 17.3

Q_д ² 400 17.9

32.88 - 17.11 600 18.8

a₂ = ¾¾¾¾¾ = 0.0000048 800 20.2

1803.2² 1000 21.9

1200 24.0

1400 26.5

1600 29.4

1800 32.7

2000 36.3

2200 40.3

2400 44.8

(×)A на графике - рабочая точка, ее координаты определяют рабочие параметры насосов при их совместной работе в нормальном режиме.

(×)B определяет рабочие параметры совместно работающих насосов в аварийном режиме.

(×)C определяет рабочие параметры совместно работающих трех насосов.

(×)D определяет рабочие параметры совместно работающих трех насосов в аварийном режиме.

D - расчетные точки, на аварийный и нормальный режим.

(×)A_1,2 - точка, определяющая параметры каждого насоса при совместной работе двух насосов.

E, F - точки, определяющие параметры h, l каждого насоса при совместной работе трех насосов.

(×)A₁ - точка, определяющая параметры каждого насоса при их раздельной работе.

4.5. Иловая насосная станция и вентиляторная.

Иловая насосная станция (ИНС) и вентиляторная расположены на территории очистной станции и конструктивно объединены в одном здании с хлораторной, но имеют разные входы.

Вентиляторная предназначена для подачи воздуха в аэротенк.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
CВОДНЫЙ СМЕТНЫЙ РАСЧЕТ №1 СТОИМОСТИ РЕКОНСТРУКЦИИ КАНАЛИЗАЦИИ ПОСЕЛКА

CВОДНЫЙ СМЕТНЫЙ РАСЧЕТ №2 СТОИМОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА КАНАЛИЗАЦИИ ПОСЕЛКА

ОБЪЕКТНАЯ СМЕТА №1

на реконструкцию очистных сооружений

Смета в сумме 13050 тыс. р.

Составлена в ценах 1998 г.

ОБЪЕКТНАЯ СМЕТА №2

на реконструкцию местных очистных сооружений

Смета в сумме 214.5 тыс. р.

Составлена в ценах 1998 г.

ОБЪЕКТНАЯ СМЕТА №3

на строительство очистных сооружений

Смета в сумме 30056 тыс. р. Составлена в ценах 1998 г.

ОБЪЕКТНАЯ СМЕТА №4

на строительство местных очистных сооружений

Смета в сумме 96 тыс. р.

Составлена в ценах 1998 г.

ОБЪЕКТНАЯ СМЕТА №5

на строительство главной насосной станции

Смета в сумме 2729 тыс. р.

Составлена в ценах 1998 г.

ЛОКАЛЬНАЯ СМЕТА №1

на прокладку канализационного коллектора

Сметная стоимость 8389 тыс. р.

Основание: чертежи 1, 3.

Составлена в ценах 1998 г.