Реконструкция радиального первичного отстойника в отстойник с тонкослойными модулями, работающими по противоточной схеме

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

РЕКОНСТРУКЦИЯ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

 

Выполнила:

студент 531 группы

Синявский А.М.

 

Руководитель:

Цветкова О.П.

 

 

Новосибирск, 2015

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Лист

Введение

1 Исходные данные............................................................................................... 3

2 Поверочный расчет........................................................................................... 3

2.1 Приемная камера………………………………………………………………….3

2.2 Здания решеток……………………………………………………………………3

2.3 Песколовки....................................................................................................... 3

2.4 Первичные отстойники.................................................................................... 4

2.5 Аэротенки......................................................................................................... 6

2.6 Вторичные отстойники.................................................................................... 8

2.7 Контактный резервуар.................................................................................... 9

2.8 Выпуск сточных вод в водоем…………………………………………………..10

3 Реконструкция аэротенков............................................................................... 11

 

Литература........................................................................................................... 15

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Настоящая курсовая работа предусматривает реконструкцию канализационных очистных сооружений в связи с увеличением расхода сточных вод, поступающих на очистные сооружения.

Поверочный расчет сооружений выполнен на фактические показатели с учетом фактического технического состояния сооружений для определения фактической пропускной способности и показателей работы сооружений. По его результатам выявлены сооружения, которые не обеспечивают необходимую степень очистки и подлежат реконструкции.

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

В курсовом проекте «Канализационные очистные сооружения» по заданию:

Q= 80000 м³/сут;

С_en=290мг/л;

L_en=310мг/л.

 

Фактические данные:

Q= 104000 м³/сут;

С_en=253 мг/л;

L_en=270 мг/л;

Среднечасовой расход = 104000/24 = 4333,33м³/ч

Средний секундный расход = 104000/24*3600 = 1,204 м³/с

Максимальный расход (часовой) = 1,48*4333,33 = 6413,33 м³/ч

Максимальный расход (секундный) = 1,48*1,204 = 1,782 м³/с

 

 

Поверочный расчет очистных сооружений

Канализации

 

Поверочный расчет сооружений выполняется на фактические показатели (расход и загрязнения) с учетом фактического технического состояния сооружений для определения фактической пропускной способности и показателей работы сооружений. По его результатам выявляются сооружения, которые не обеспечивают необходимую степень очистки и подлежат реконструкции.

 

Приёмная камера

На станции установлена приёмная камера по типовому проекту ПК-2-110, с пропускной

способностью 8500 м³/ч. Реконструкция не требуется.

 

Здания решеток

 

В КП принимались решетки Macho monster40000. Пропускная способность решетки 4000м³/ч. Принималось 2 рабочих решетки и 1 резервная.

Вывод: реконструкция решеток не требуется.

 

Песколовки

В КП принималась песколовка с прямолинейным движением воды (аэрируемая).

Nотд = 3;

В = 3 м;

L = 27 м;

Н=2,1м.

 

Фактическая крупность задерживаемого песка определяется по формуле:

 

(2.1)

 

где К_s^f - коэффициент, зависящий от типа песколовки и ее гидравлических

характеристик, принимается по табл. 27 [1], =2,5;

H_s^f- глубина песколовки;

V_max - максимальная скорость движения жидкости в песколовке, 0,1 м/с согласно

табл.28 [1];

L_s -длина песколовки, м;

 

Глубина проточной части для горизонтальной песколовки с прямолинейным движением воды:

(2.2)

 

где – ширина отделения песколовки

- живое сечение потока в отделении:

 

(2.3)

 

где N ­­– число отделений песколовки, равно 3;

 

м²

 

U₀^f = (1000 * 2,5 * 1,99* 0,1) / 27 = 18,4 мм/с.

 

Вывод: гидравлическая крупность задерживаемого песка удовлетворяет требованиям СНиП 2.04.03-85 (13,2-18,6). Реконструкция не нужна.

 

Первичные отстойники

К строительству принимается 4 отстойника по типовому проекту 902-2-86/75, табл.12.6 [2]; диаметр – 30 м; рабочая глубина –3,40 м.

 

 

Фактическая производительность отстойника:

 

(2.4)

 

где q_max^f – фактический максимальный часовой расход, м³/ч;

N_отст – число отстойников.

 

 

 

Фактическая гидравлическая крупность задерживаемых частиц:

 

(2.5)

 

мм/с.

 

Расчетное время отстаивания для задержания частиц:

 

(2.6)

 

где H_set - глубина проточной части отстойника, м;

α- коэффициент учитывающий влияние температуры сточной жидкости,

поступающей в отстойник;

h - слой воды в лабораторном цилиндре, при котором получены табличные значения

табл.15 [2], м

n - коэффициент, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения, n=0.25

 

с

 

Фактический эффект осветления составит 22%.

Фактический вынос взвешенных веществ:

 

(2.7)

 

где С_en^f - фактическая концентрация взвешенных веществ в сточной

жидкости, поступающей в отстойник, мг/л;

Э^f -фактический эффект осветления;

=253 * (100 – 22) / 100 =197мг/л.

 

БПК осветленной воды (после первичных отстойников):

(2.8)

где L_en^f – фактическое значение БПК в сточной жидкости, поступающей в

отстойник, мг/л;

 

270 – 0,7* (253 – 197) =230,8 мг/л.

 

Вывод: так как фактические показатели очистки по БПК и взвешенным веществам немного отличаются от проектных то реконструкция отстойника требуется.

Оборудуем увеличим кол-во отстойников до 6.

 

 

Аэротенк

В КП принимался аэротенк-вытеснитель А-2-6-5.

 

Характеристика аэротенка:

 

число секций – 4

число коридоров в секции – 3

ширина коридора – 6м

глубина– 5 м

объем секции – 6075 м³

общий объем – 24300 м³

Скорость окисления в аэротенке – вытеснителе:

 

, (2.9)

 

где ρ_max - максимальная скорость окисления, 85(мг/(г.ч)),

L_ex –концентрация БПКполн в сточной жидкости прошедшей биологическую

очистку, для полной биологической очистки принимается 15мг/л;

С_о - концентрация растворенного кислорода в аэротенке, 2(мг/л), принимается

согласно п.6.157[1];

К_о - константа, характеризующая влияние кислорода на процессы окисления,

равняетя 0,625, принимается по табл.40 [1];

К_l - константа, характеризующая свойства органических загрязнений, равная 33,

принимается по табл.40 [1];

φ - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, равняется

0,07, принимается по табл.40 [1];

a_i – оптимальная доза активного ила в аэротенке, принимается = 2 г/л

 

мг/(г∙ч).

Ориентировочная нагрузка на активный ил:

 

(2.10)

 

мг/(г∙сут)

 

Требуемая степень рециркуляции активного ила:

 

(2.11)

 

где J_i - иловый индекс, 95мл/г;

 

Принимается согласно п. 6.145 прим.2 [1].

Значение БПК_полн смеси сточной жидкости и циркулирующего ила, поступающей в аэротенк-вытеснитель:

 

(2.12)

 

где БПКполн осветленной сточной жидкости, поступающей на биологическую

очистку:

(2.13)

где БПКполн сточной жидкости, поступающей в первичные отстойники

эффект осаждения взвешанных веществ в первичных отстойниках

концентрация взвешенных веществ в сточной жидкости, поступающей в

первичные отстойники

зольность ила в аэротенке в долях единицы, принимается по табл.40 [1] =0,3

мг/л

 

 

 

Продолжительность аэрации сточной жидкости в аэротенке:

 

(2.14)

где средняя температура сточной жидкости самого холодного месяца

 

Среднечасовой расход сточной жидкости за период аэрации в часы максимального притока:

 

(2.15)

где расход в % от суточного расхода для периода суток с максимальным

поступлением стоков, принимается по табл.2.3 [6] в зависимости от

коэффициента неравномерности

 

Объём аэротенка-вытеснителя:

 

(2.16)

Вывод: Аэротенк обеспечивает заданную степень очистки, так как необходимый объем больше существующего.

 

Вторичные отстойники

 

К строительству принимается 4 отстойника типа 902-2-90/75, диаметром – 30 м, общей глубиной – 3,7 м.Объем отстойной зоны 4580м³

 

Фактическая гидравлическая нагрузка определяется:

 

(2.17)

 

м³/м²*ч

 

Фактический вынос взвешенных веществ после аэротенков:

 

(2.18)

 

мг/л

Вывод: Вынос взвешенных частиц больше проектных показателей (), значит, реконструкция требуется. Увеличим количество отстойников на 3.

 

Контактные резервуары

 

К строительству принималось 2 резервуара по типовому проекту 902-2-231с числом секций – 4, шириной отделения – 6м, глубиной – 3,2м, объемом одного отделения – 1650м³, длиной 30м.

 

Фактическое время пребывания воды в контактном резервуаре:

 

(2.19)

 

где W_к.р. – объём контактного резервуара, м³;

 

t^f_к.р. = 3300/ 6413,33 = 0,51 ч.

 

Фактическое время протекания воды в отводящем трубопроводе (лотке):

 

(2.20)

 

где - длина отводящего трубопровода, м;

- скорость в отводящем трубопроводе, м/ч (для трубы диаметром

1400мм – 1,13 м/с);

 

t^f_труб = 45 / 1,13 = 40 с = 0,01 ч.

 

Фактическое время контакта воды с хлором:

 

(2.21)

 

t^f_конт = 0,51 + 0,01 = 0,52 ч.

 

Вывод: так как общее время контакта больше 30минут, то дополнительное строительство контактных резервуаров не требуется.

2.8 Выпуск сточных вод в водоем

Расчет ведется для двух периодов года: летнего и зимнего. Из полученных величин выбирается наибольшая.

 

Длина рабочей части выпуска:

 

(2.22)

где кратность разбавления сточных вод водой водоема:

раз,

раз

ширина реки для соответствующего периода года:

м

м

 

м

 

м

 

Диаметр трубопровода рабочей части выпуска:

 

(2.24)

 

где скорость в трубопроводе рабочей части выпуска, м/с согласно [3]

 

м

Критическая длина дырчатой трубы:

 

(2,25)

 

где коэффициент сопротивления трению по длине.

При , и λ=0,021, ,

Вывод: , следовательно потери напора в трубопроводе на трение больше восстанавливаемого скоростного напора, поэтому давление в конце его больше, чем в начале.

Необходимо проложить второй выпуск.

 

м

м

Берем наибольшую длину, L=28,5 м

, следовательно потери напора в трубопроводе на трение меньше восстанавливаемого скоростного напора, поэтому давление в конце его больше, чем в начале.

Реконструкция

Реконструкция радиального первичного отстойника в отстойник с тонкослойными модулями, работающими по противоточной схеме

Требуемая гидравлическая крупность

где определяется по [1, табл. 30] для коагулирующих взвешенных веществ (n₂=0,25) по фактической концентрации взвешенных веществ () и требуемому эффекту осветления (Э^тр):

где - допустимая величина взвеси, поступающей на сооружения биологической очистки, принимается в пределах 80-150 мг/л.

Требуемое время отстаивания:

сек

 

мм/с

При дополнении существующих радиальных отстойников тонкослойными блоками (модулями), когда известны геометрические размеры отстойника и производительность (), а требуемая степень очистки задана , расчётными параметрами являются:

- длина пластин в блоке;

- высота блока;

- число ярусов в блоке.

Длина пластин:

где - скорость потока в ярусе;

- высота яруса, принимаются по [1, табл. 31].

м

Высота блока:

(м)

где - коэффициент использования объема, принимается по [1, табл.31];

- диаметр расположения блоков. Для исключения стеснения потока перед сборным лотком принимается на 3 м меньше диаметра отстойника.

(м)

Число ярусов в блоке

где α – угол наклона модулей, принимается по [1, п.6.63].

шт

 

Высота погружения блоков в отстойнике при высоте ярусов = 0,2 м и количестве ярусов 18 шт., будет равна

Таким образом, глубина погружения блоков не превышает глубину рабочей части отстойника.

БПК осветлённой воды:

 

Резервный объем аэротенка:

 

∆W= W_at- W ^f_at = 6632-5338,2=1293,8 м³.

 

Требуемая продолжительность нахождения сточной жидкости в нитрификаторе:

 

 

где a_i –доза ила в нитрификаторе равна дозе ила в аэротенке и денитрификаторе, г/л;

s _-зольность ила в нитрификаторе принимается выше, чем в аэротенке и денитрификаторе, поскольку процесс денитрификации сопровождается минерализацией органических веществ, однако, s для академического проекта можно принять равной 0,3;

ρ_нит – скорость окисления азота аммонийного, принимается согласно рекомендациям [2]

– коэффициент, учитывающий влияние рН

(∆N) - Количество азота, пошедшее на синтез клеток микроорганизмов в денитрификаторе и аэротенке:

 

(∆N) = Пi М m(1- s)

Где Пi – прирост активного ила в аэротенке:

Пi = 0,8· С_сdp+ 0,3· L_cdp

Пi = 0,8· 95+ 0,3· 158,5=123,49

(∆N) = 123,49 0,3 0,1(1- 0,3)=2,59

 

ч.

 

Величина азота аммонийного на выходе из нитрификатора определяется по формуле:

 

 

=0,472мг/л

 

Фактическое время нахождения в резервном объеме:

 

ч

 

Вывод: Путём реконструкции аэротенка – вытеснителя в аэротенк-нитрификатор я добился снижения азота аммонийного с проектного 25 до 0,5

мг/л.

 

Литература

 

1. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения

2. Методические указания к курсовой работе «Реконструкция очистных сооружений»

3. Методические указания к курсовому проекту «Очистные сооружения канализации»

4. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета сетей и дюкеров. М.,2002

 

 

Задачи:

Таблица выбора варианта к выполнению контрольной работы.

	Номер варианта по первой букве фамилии
А, Б	В, Г, Д	Е, Ж, З	И, К	Л, М	Н, О	П, Р	С, Т, У	Ф, Х, Ч, Ш	Щ, Э, Ю, Я
Задача 1
Задача 3-4
Задача 5-8