Расчетные расходы, состав и свойства сточных вод, условия их сброса в водоем

Расчетные расходы, состав и свойства сточных вод, условия их сброса в водоем

Определение расчетных расходов сточных вод

Среднесуточный расход сточных вод от жилой застройки населенного пункта определяется по формуле

Q_{ср.сут ж з.} = N*q_н/1 000,

где N – количество жителей; N = 260 000 чел;

q_н – норма водоотведения; q_н = 300 л/чел*сут.

Q_{ср.сут ж з.} = 260 000*300/1 000 = 78 000 м³/сут.

Среднесуточный расход сточных вод от промышленного предприятия, в соответствии с заданием на проектирование, будет равняться

Q_пп = 1 000 + 50 = 1 050 м³/сут.

Таким образом, среднесуточный расход сточных вод от населенного пункта составляет величину

Q_ср.сут. = 78 000 + 1 050 = 79 050 м³/сут.

q_ср.ч. = Q_{ср.сут .}/24 = 79 050/24 = 3 294 м³/ч

q_ср.с. = q_{ср.ч .}*1 000/3 600 = 3 294*1 000/3 600 = 915 л/с

Максимальные и минимальные расходы сточных вод определяется по формуле

q_{max (min)} = k_общ*q_ср,

где k_общ – общие коэффициенты неравномерности, согласно табл. 2 СНиП 2.04.03-85: k_{общ max} = 1,47; k_{общ min} = 0,69.

Тогда, максимальный расход сточных вод будет составлять

q_max = 1,47*915 = 1 345 л/с

Минимальный расход

q _min = 0,69*915= 631 л/с

Определение концентраций загрязнений сточных вод

Содержание БПК_полн. и взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистные сооружения от жилой застройки города, определяется по формуле

С = а*1 000/q,

где а – количество загрязнений в сутки от 1 чел., г;

q – норма водоотведения, л/чел*сут.

С_{БПК полн.ж.з.} = 75*1 000/ 300 = 250 мг/л

С_{взв.в.ж.з .} = 65*1 000/ 300 = 217 мг/л

Принимаем концентрации загрязнений в хозяйственно – бытовом стоке промышленного предприятия равными концентрациям загрязнений в сточной воде жилой застройки города.

В соответствии с требованиями городского Водоканала, концентрации загрязнений производственных сточных вод, поступающих в городскую водоотводящую сеть, не должно превышать: по БПК_полн. – 220 мг/л, по взвешенным веществам – 200 мг/л.

Таким образом, содержание БПК_полн. И взвешенных веществ в исходной сточной воде, поступающей на очистные сооружения города, составит

С_{БПК полн.} = 250*45 040 + 220*1 000/ 45 040 + 1 000 = 250 мг/л

С_взв.в. = 217*45 040 + 200*1 000/ 45 040 + 1 000 = 217 мг/л

Локальное очистное оборудование

Производство кинопленки

На производстве кинопленки вода расходуется для промывки оборудования, приготовления рабочих растворов, мойки аппаратуры и охлаждения оборудования.

Система водоснабжения прямоточная с последовательным использованием воды и оборотная. Водоснабжение осуществляется пятью системами: хозяйственно – питьевой, свежей технической, оборотной, обезжелезенной и умягченной воды.

Канализация предусматривается тремя сетями: серебросодержащих, производственно – дождевых и бытовых стоков.

Качественный состав загрязнений сточных вод на предприятии представлен в табл. 3.1.

Табл. 3.1.

Состав и концентрация загрязнений в сточных водах

В соответствии с требованиями, установленными городским Водоканалом, к качественному составу производственных вод, поступающих в городскую водоотводящую сеть, содержание БПК_полн не должно превышать 220 мг/л, взвешенных веществ – 200 мг/л.

В качестве локального очистного оборудования применяем обработку раствором соляной кислоты. Соляная кислота и вода поступают в растворный бак, где перемешиваются при помощи сжатого воздуха, затем поступает в лопастной (турбинный) смеситель, в который также подается вода. После этого, вода смешенная с кислотой, по трубопроводу, снабженному насадками, подается в водопроводную камеру хлопьеобразования, расположенного в центре вертикального отстойника. В камере хлопьеобразования происходит перемешивание воды и обеспечение более полной агломерации мелких хлопьев коагулянтов в крупные. Осаждение хлопьев происходит в отстойнике. Из отстойника вода поступает в городскую сеть водоотведения.

Реагентная обработка

Площадь одной водоворотной камеры (в плане):

f_k = Q_час * t / 60 * h₁ * n,

где t – время пребывания воды в камере, принимается 15 – 20 мин;

h₁ – высота камеры, принимается h₁ = 0,9 h₀ ;

h₀ – высота зоны осаждения вертикального отстойника, принимается 4–5 м;

n – расчетное количество вертикальных отстойников (в камере хлопьеобразования)

Q_час = Q_пп / 24 = 1 000 / 24 = 42 м³/ч

f_k = 42 * 15 / 60 * 3,6 * 1 = 37,8 м²

Диаметр водопроводной камеры хлопьеобразования:

d_k = 1,13 /

d_k = 1,13 / 7,8 = 7 м.

Секундный расход воды, поступающий в камеру:

q_сек = Q_час / 3 600 = 42 / 3 600 = 0,012 м³ /с

Диаметр проводящего трубопровода d₁ = 100 мм (по ГОСТ 10704 – 63). В этом случае скорость подвода воды в камеру хлопьеобразования составляет 0,85 м / с.

Подача воды в камеру производится при помощи сопла, направленного тангенциально. Сопло размещается на расстоянии S = 0,2 м.

d_k = 0,2 * 0,85 = 0,17 м от стенки камеры на глубине 0,5 м от поверхности воды.

Необходимый диаметр сопла:

d_с = 1,13 * / *V_с ;

где - коэффициент расхода для конически – сходящегося насадка с угловым коэффициентом 25⁰.

V_с – скорость выхода воды из сопла.

d_с = 1,13 * = 0,08 м = 80 мм

Длина сопла, отвечающая углу конусности 25⁰ :

l_c = (d_c / 2) * (ctg / 2)

l_c = (80 / 2) * ctg 25 / 2 = 170 мм

Фактическая скорость выхода воды из сопла

_ф = 1,274 * q_сек / d_с²*

_ф = 1,274 * 0,012 / 0,08² * 0,908 = 2,6 м/с

Потери напора в сопле:

h_с = 0,06 * _ф²

h_с = 0,06 * 2,6² = 0,41 м.

Решетки

Расчет решеток производится на максимальную подачу сточной жидкости.

q_max = 1/35 м³/с

Принимаем глубину воды в камере решетки h ₁ = 1 м, среднюю скорость воды между стержнями _р, = 1 м/с и ширину прозоров b = 0,016, количество прозоров в решетке определяем по формуле

n = q_max / b* h ₁* _р * k _з,

где k _з – коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями и равный 1,05.

n = (1,35/1*1*0,016) * 1,05 = 88

Принимаем толщину стержней решетки s =0,0. Общая ширина решеток определяется по формуле

B_p = s*(n-1) + b*n,

где s – толщина стержней решетки.

B_p = 0,01*(88-1) + 0,016*88 = 2,3 м.

В соответствии с выполненными расчетами выбираем 2 типовых решетки с шириной фильтрующей части для каждой 810 мм.

Число прозоров в каждой решетке составит

n = (0,81 + 0,01) / (0,01 + 0,016) = 32

Проверяем скорость воды в прозорах решетки. При принятых размерах она будет составлять величину

_р = q_max*k_з / N*n*b*h₁,

где N – количество решеток

_р = 1,35*1,05 / 3*(32*0,016*1) = 0,92 м/с.

Коэффициент местного сопротивления решетки находим по формуле

,

где - коэффициент, равный 2,42 для прямоугольных и 1,72 для круглых стержней.

2,42*(0,01/0,016)^4/3 = 1,12

Потери напора в решетки определяется по формуле

h_м = p / (2*g),

где - скорость движения воды в камере перед решеткой, м/с;

g - ускорение свободного падения;

p – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки, ориентировочно рекомендуется принимать p =3.

h_м = 3*1,12*0,92² / (2*9,8) = 0,15 м.

Количество отбросов, снимаемых с решеток, имеющим ширину прозоров b = 0,016, равно 8 л/год на 1 чел. Тогда, объем улавливаемых загрязнений

V_сут = 260 000*8 / 1 000*365 = 5,7 м³/сут.

При их плотности 750 кг/м³ масса загрязнений составляет

M = 5,7*0,75 = 4,28 т/сут.

В соответствии с табл. 22 СНиП [1] к установке принимаем 3 рабочие и 1 резервную решетки.

Песколовки

Принимаем к проектированию горизонтальные песколовки – четыре отделения песколовки, которые объединяют в группы по два отделения.

Площадь живого сечения каждого отделения определяем по формуле

q_max / n)

где - скорость движения сточных вод, м/с;

n – количество отделений.

= 1,345 / 0,3*4 = 1,121 м²

Глубину проточной части принимаем h₁ = 0,6 м. Ширина отделений

B = / h₁

B = 1,121 / 0,6 = 2 м;

Принимаем ширину отделения B = 2. Тогда, наполнение в песколовке при максимальном расходе будет

h₁= / B

h₁= 1,121 / 2 = 0,56 м;

При расчетном диаметре частиц песка d =0,2 мм; u₀ =18,7 мм/с и k =1,7 (табл.27 [1]), длина песколовки по формуле составит

L = k*h₁* / u₀,

где k – коэффициент, учитывающий влияние турбулентности и других факторов на работу песколовки;

u₀ – гидравлическая крупность песка расчетного диаметра, мм/с.

L = 1,7*0,56*0,3 / 0,0187 = 15 м;

Осадок из песколовки удаляется с помощью гидромеханической системы. В начале песколовки, ниже уровня днища, предусматривается устройство бункера диаметром D_б = 2 м. Длина пескового лотка и смывного трубопровода будет

l = L - D_б

l = 15 – 2;

При условной численности жителей 260 000 человек и количеству задерживаемого песка на одного человека в сутки, суточный объем осадка, составит

W = 260 000*0,02 / 1 000 = 5,2 м³/сут;

Предусматриваем выгрузку осадка 1 раз в сутки.

Для поддержания в песколовке необходимой постоянной скорости движения воды предусматриваем на выходном канале устройство неподтопленного водослива с широким порогом.

Отношение максимального расхода сточных вод к минимальному составит

k_q = q_max / q_min

k_q= 1/35 / 0,631 = 2,13;

Минимальное наполнение песколовки

h_min = 0,631 / 4*2*0,3 = 0,26 м;

Перепад между дном песколовки и порогом водослива находим по формуле

P = h_max- k_q^2/3*h_min / k_q^2/3 – 1

где h_min и h_max – глубина воды в песколовке;

P = (0,56-2,13^2/3*0,26) / 2,13^2/3 – 1 = 0,19 м;

Ширину водослива определяем по формуле

b_сж = q_max / m* (P+ h_max)^3/2,

где m - коэффициент расхода водослива, зависящий от условий бокового сжатия и равный 0,35-0,38.

b_сж = 1,35/2*0,36*4,43*(0,19+0,56) ^3/2 = 0,51 м.

Отстойники

Расчет отстойников проводится исходя из:

- содержания взвешенных веществ в исходной сточной воде – 217 мг/л;

- содержание взвешенных веществ в осветленной воде – 120 мг/л;

- требуемого эффекта осветления: (217-120)*109 / 217 = 50 %.

Принимаем к проектированию горизонтальные отстойники.

Принимаем среднюю скорость движения воды в отстойнике = 6 мм/с и глубину проточной части H₁ = 4 м.

Ширина каждого отделения определяется по формуле

B= q_max /n* H₁,

где n – число отделений;

B= 1,35/8*4*0,006 = 7 м.

Принимаем ширину отделения B= 3м. Тогда скорость движения воды в отстойнике будет

q_max /n* B* H₁

= 1,35/ 6*3*4 = 0,007 м/с.

Определим условную гидравлическую крупность при H₁ = 4 м и t = 20С, соответствующую требуемому эффекту осветления воды Э = 49,4 %.

Требуемая продолжительность осветления воды в цилиндре высотой

h₁ = 500 мм по табл.2.2[3] будет t₁ = 800 с. В соответствие с номограммой рис.2 [1] n = 0,3. По формуле

u = H₁ / t₁*(H₁/h₁)ⁿ

u = 4/ [800*(4/0,5)^0,3] = 0,0027 м/с.

При t = 10С, = 0,0101 и = 0,0131 по формуле

= * u / ,

где и - динамическая вязкость воды, полученная в лабораторных и производственных условиях, Па*с.

= 0,0101*0,0027 / 0,0131 = 0,0021 м/с.

Вертикальную турбулентную составляющую определяем по формуле

= 0,05

= 0,05 * 0,007 =0,00035 м/с.

Длина отстойника определяем по формуле

L = * H₁ / k* ( - ,

где k – коэффициент использования объема отстойника;

L = 0,007*4 / 0,5*(0,0021-0,00035) = 32 м.

Общий объем проточной (рабочей) части сооружений

V_ост = n*B*H₁*L

V_ост = 8*6*4*32 = 6 144 м³.

Рассмотрим вариант с глубиной H₁ = 3,5 м. Тогда

B= 1,35/8*3,5*0,006 = 8 м.

Принимаем ширину отделения B= 6 м и находим

= 1,35 / 8*6*3,5 = 0,008 м/с

u = 3,5 / [800*(3,5/0,5)^0,3] = 0,0024 м/с

= 0,0101*0,0024 / 0,0131 = 0,0019 м/с

= 0,05 * 0,0089 =0,0004 м/с

L = 0,008*3,5 / 0,5*(0,0019-0,0004) = 37,3 м

Общий объем проточной (рабочей) части сооружений в этом случае составит

V_ост = 8*6*3,5*37,3 = 6 266 м³.

6 144 м³ < 6 266 м³.

Следовательно, выбираем I вариант с глубиной проточной части отстойника H₁ = 4 м.

Количество сухого вещества осадка в сутки составит

G_сух = C₀*Э*К*Q / (1 000 * 1 000),

G_сух = 217*0,5*1,1*78 050 / (1 000*1 000) = 9,3 т/сут.

При влажности W_ос = 95 % и плотности = 1 т/м³ объем осадка

V = 100* G_сух / [ ( 100 - W_ос)*

V = 100*9,3 / [(100-95)*1] = 186 м³/сут

Осадок сгребается в бункер скребковым механизмом цепного типа и удаляется из бункера по трубопроводу под гидростатическим напором.

Общая высота отстойника на выходе

H = 4 + 0,3 + 0,5 = 4,8 м.

Список использованной литературы

• СНиП 2.04.03 – 85. Канализация. Наружные сети и сооружения. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат, 1985. – 72 с.

• СНиП 2.04.02 – 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1984. – 136 с.

• Правила охраны поверхностных вод. – М.: Госкомитет РФ по охране окружающей среды, 1991. – 34 с.

• Ласков, Ю.М. Примеры расчетов канализационных сооружений.: учеб. пособие для вузов / Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов, В.И. Калицун. – М.: Стройиздат, 1987. – 255 с.

• Василенко, А.А. Водоотведение: курсовое проектирование / А.А. Василенко. – Киев: Высш. шк., 1988. – 256 с.

• Канализация населенных мест и промышленных предприятий: справ. проектировщика / под ред. Н.В. Самохина. – М.: Стройиздат, 1981. – 639 с.

• Яковлев, С.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учебник для вузов / С.В. Яковлев, Ю.В. Воронов. М.: АСВ, 2002. – 704 с.

• Яковлев, С.В. Канализация / С.В. Яковлев, Ю.В. Ласков. – М.: Стройиздат, 1987. – 319 с.

• Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности / Совет Эконом. Взаимопомощи. ВНИИ ВОДГНО Госстроя СССР. – М,: Стройиздат, 1978. – 590 с.

• Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. в 2-х т. Т.1/ К. Барак, Ж. Бернар и др. Под ред. Т.А. Карюхиной, И.Н. Чубановой. – М.: Стройиздат, 1983. – 607 с., ил.

Кафедра «Химия и экология»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине «Промышленная экология»

Тема курсового проекта «Очистные сооружения водоотведения»

Выполнил курсант группы 831, Заварзин Денис Русланович

(фамилия, имя, отчество)

Допущен к защите

Руководитель работы Береза И.Г.

Работа выполнена «_______» __________

Оценка ______________

Новороссийск

2011 г.

Расчетные расходы, состав и свойства сточных вод, условия их сброса в водоем

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: