Раздел 3. Расчёт сооружений механической очистки

 

Для удаления взвешенных веществ, служат сооружения механической очистки.

Для очистки сточных вод от этих веществ, для данного предприятия, необходимо поставить решётки и песколовки.

Для расчёта сооружений механической очистки необходимо расход смеси, который измеряется в м³/год, перевести в м³/сут

Расчёт решёток.

q_{ср.сек.=}4764/86400=0,055(м³/сек)·1000=55 л/с

По таблице из СНиПА, определяем К_деп.max

50-1,7

100-1,6

50-(-0,1)

45-х

х=-(45·0,1)/50=-0,09

К_деп.max=1,6-(-0,09)=1,69

q_maxсек=g_ср.сек· К_деп.max=0,055·1,69=0,093(м³/сек)

h=0.5м

V_p=1м/с

b=0.016м

S=0.006м

n=(q_maxсек·K₃)/b·h· V_p=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·1)=12.21≈13 шт

В_р=0,016·13+14·0,006=0,292 м

Принимаем решётку РМУ-1 с размером 600 мм ×800 мм, в ней ширина между стержнями 0,016 м, толщина стержней 0,006 м. Количество прозоров между стержнями – 21.

 

V_p==(q_maxсек·K₃)/b·h·n=(0.093·1.05)/(0.016·0.5·21)=0.58 м/с

N_пр=Q_ср.сут/q_вод.от=4767/0,4=11918 человек

V_сут=(N_пр·W)/(1000·35)=0.26 м³/сут =·V_сут=750·0,26=195 кг/сут

 

Расчёт песколовок. Песколовки – тангенсыальные-круглые, т.к. Q_ср.сут=4764 м³/сут, т.е.<50000 м³/сут

q_ср.сек=4767/86400=0,055 м³/сут

 

q_{max S}=K_депmax·q_ср.сек=1,6·0,055=0,088 м³/сут

Д=(q_maxсек·3600)/n·q·S=(088·3600)/2·1·10=1.44 м²

 

H=Д/2=072 м

Н_К=√Д^2-Н²=1,61 м

V_к=(π∙Д²∙Н_к)/3∙4=3,14∙1,44²∙0,72)/12=0,39 м³

N_пр=11918 человек

V_ос=(11918∙0,02)/1000=0,24 м³/сут

t=V_k/V_oc=0.39/0.24=1.625 сут

Расчет аэротенка - смесителя с регенерацией

 

Применяется для очистки производственных сточных вод со значительными колебаниями состава и расхода стоков с присутствием в них эмульгированных и биологически трудно - окисляемых компонентов

Исходные данные:

q_w =198.625 м₂/ч

Len =677.9мг/л

Lex =117.8мг/л

r _max =650 БПК полн/(г *ч)

К_ч=100 БПК полн/(г *ч)

К_о=1,5 мгО ₂/Л

j = 2

S = 0.16

а_i = 3.5 г/л

Коэффициент рециркуляции равен:

R_i = 3,5/((1000/150)-3,5)=1,1

Средняя скорость окисления:

r=(650*117.8*2)/(117.8*2+100*2+1.5*117.8)*(1/(1+2*3.5))=31.26 мгБПК_п/(г *ч)

Общий период окисления:

 

T_atm = (Len-Lex)/(a_i(1-S)r)=(677.9-117.8)/(3.5(1-0.16)650) = 0.29ч

 

Общий объем аэротенка и регенератора:

 

W_atm+W_r = q_w*t_atm = 198.625*0.29 = 58.1 м³

 

Общий объем аэротенка:

 

Wa_atm= (W_atm+ W_r)_/(1 + (R_r/1+R_r)) = 58.1/(1+(0.3/1+0.3)) = 47.23 м³

 

Объем регенератора:

W_r = 58.1-47.23 = 10.87 м³

Нагрузка на ил:

q_i= 24(Len-Lex)/a_i(1-S)t_atm = 750

Значение I_i принимаем равным 150 (приблизительно близкое значение для q_i)

Доза ила в аэротенке:

a_i = (58.1*3.5)/(47.23+(01/1.1*2)*0.87) = 3.2 г/л

Расчет вторичного вертикального отстойника

Q_ср.сут = 4767 м³/сут

а = 3,5 г/л

a _t = 15 мг/л

Количество отстойников принимаем равным:

 

q = 4.5*K_set*H_set^0.8/(0.1*I_i*a_atn)0.5-0.01^at = 1.23 м³

 

К_set для вертикальных отстойников равно 0,35(табл.31 СниП) -коэффициент использования объема,

H_set 3-рабочая глубина (2,7-3,5)

 

F =q_max.ч/n*q = 176 м²

 

Диаметр отстойника:

 

Д = (4*F)/p*n) = 8.6 м

 

Подбор вторичного отстойника:

Номер типового проекта 902-2-168

Отстойник вторичный из сборного железобетона

Диаметр 9м

Строительная высота конической части 5,1 м

Строительная высота цилиндрической части 3м

Пропускная способность при времени отстаивания 1,5ч-111,5 м³/ч

Расчет аэротенка - нитрификатора

 

q = 4767 м³/сут

Len = 677.9 мг/л

C_nen = 1.7мг/л

Lex = 117.8 мг/л

C_nex = 0.1 мг/л

T = 22⁰C

Co₂ = 2 мг/л

PH = 7.8

r_max = 650 мг БПК_п/г*ч

j = 0,14 л/ч

К_t = 65 мг/л

К_o = 0,625 мг/л

По формуле 58 СниП находим m:

m = 1*0,78*(2/2+2)*1*1,77*(2/25+2) = 0,051сут^-1

Минимальный возраст ила находим по формуле 61 СНиП:

1/m = 1/0,051 = 19,6 сут.

r = 3,7+(864*0,0417)/19,6 = 5,54 мгБПК_п/г*ч

Находим концентрацию беззольной части активного ила при Lex = 117,8 мг/л

a_i = 41.05 г/л

Продолжительность аэрации сточных вод:

t_atm = (677.9-117.8)/(41.05*5.54) = 2.46

Концентрация нитрифицирующего ила в иловой смеси при возрасте ила 19,6 суток определяется по данным таблицы 19 с использованием формулы 56 СНиП:

a_in = 1.2*0.055*(1.7-0.1/2.46) = 0.043 г/л

Общая концентрация беззольного ила в иловой смеси аэротенков составляет:

a_i+a_in = 41.05+0.043 = 41.09 г/л

С учетом 30% зольности доза ила по сухому веществу составит:

a = 41.09/0.7 = 58.7 г/л

Удельный прирост избыточного ила К₈ определяется по формуле:

К₈= 4,17*57,8*2,46/(677,9-117,8)*19,6 = 0,054 мг/

Суточное количество избыточного ила:

G = 0.054*(677.9-117.8)*4767/1000 = 144.18 кг/сут

Объем аэротенков-нитрификаторов

W = 4767*2.46/24 = 488.62 м³

Расход подаваемого воздуха рассчитывается по формуле

1,1*(C_nen-Cne_nex)*4.6 = 8.096

Подбор аэротенка:

Ширина коридора 4м

Рабочая глубина аэротенка 4,5м

Число коридоров 2

Рабочий объем одной секции 864м³

Длина одной секции 24м

Число секций от 2 до 4

Тип аэрации низконапорная

Номер типового проекта 902-2-215/216

Повторный расчет и подбор вторичного отстойника

Расчет адсорбера

 

Производительность q_w= 75000 м³/год или 273 м³/сут

C_en (начальная величина азота ам.) = 271,6 мг/л

C_ex = 0.008 мг/л

a_sb^min = 253*Cex^1/2 = 0.71

V = 10 м/ч

t_agc = 24ч

Y_sb^каж= 0.9

Y_sb^нас = 0.45

H_abs = 2.5м

K_sb = 0.7

D = 3.5

Определяем максимальную сорбционную емкость a_sb^max в соответствии с изотермой, мг /г:

 

a_sb^max =253*C_en^1/2 = 131.8

 

Общая площадь адсорберов, м² :

 

F_ad = q_w/V = 273/24*10 = 1.14

 

Колличество параллельно и одновременно работающих линий адсорберов при D = 3,5 м, шт

 

N_ads^b = F_ads/f_ags = 1.14*4/3.14*3.5 2 = 0.12

 

Принимаем к работе 1 адсорбер при скорости фильтрации 10 м/ч

 

Максимальная доза активированного угля,г/л:

D_sb^max = C_en-C_tx/K_sb*a_sb^max = 2.94

 

Доза активного угля выгружаемого из адсорбера:

 

D_sb^min = C_en-C_ex/a_sb^min=35.5г/л

 

Ориентировочная высота загрузки, обеспечивающая очистку,м

 

H₂ = D_sb^max*q_w*t_ads/F_ads*Y_sb = 204

 

Ориентировочная высота загрузки, выгружаемая из адсорбера,м

 

H₁=D_sb^min*q_w*t_ads/F_ads*Y_sb^нас=1,57

H_tot=H ₁+H₂+H₃=1.57+204+1.57=208

 

Общее количество последовательно установленных в 1-ой линии адсорберов

N_ads=83 шт

Продолжительность работы адсорбционной установки до проскока, ч

 

t_1ads=(2*C_ex(H₃=H₂)*E*(a_sb^max+C_en))/V*C_en 2=0.28

E=1-0.45/0.9=0.5

 

Продолжительность работы одного адсорбера до исчерпания емкости, ч

 

t_2ads=2*C_en*K_sb*H₁*E*(a_sb^max+C_en)/V*C_en ²=48.6

 

Таким образом,требуемая степень очистки может быть достигнута непрерывной работой одного адсорбера, где работает 10 последовательно установленных адсорберов,каждый адсорбер работает в течении 48 часов,отключение одного адсорбера в последовательной цепи на перегрузку производится через каждые 0,3 часа.

Расчет объема загрузки одного адсорбера,м3

 

w_sb=f_ads*H_ads=96

 

Расчет сухой массы угля в 1-ом адсорбере,т

 

P_sb=W_sb*Y_sb^нас=11

 

Затраты угля, т /ч

 

З_sb=W_sb^p/t_2ads=0.23,что соответствует дозе угля

D_sb=З_sb/q_w=0.02