Проектирование очистных сооружений

 

Введение

Задачи по удалению и  ликвидации бытовых отбросов на различных  этапах развития общества решались по-разному. В наше время для решения этой проблемы принято использовать комплекс санитарных мероприятий и инженерных сооружений, обеспечивающих своевременный сбор сточных вод, образующихся на территории населенных пунктов и промышленных предприятий, быстрое транспортирование этих вод за пределы населенных пунктов, а также их очистку, обезвреживание и обеззараживание. Данный комплекс сооружений принято называть системой канализации.

Основными загрязнениями  сточных вод являются физиологические  выделения людей и животных, отходы и отбросы, получающиеся при мытье  продуктов питания, посуды, стирки белья, мытье помещений и поливки  улиц, а также технологические потери, отходы и отбросы на промышленных предприятиях.

Целью данного курсового  проекта является проектирование очистных сооружений.  Состав очистных сооружений зависит от  пропускной способности, требуемого качества степени очистки сточных вод, выбранного метода обработки и использования  осадков, а также от местных условий и обосновывается соответствующими технико-экономическими расчетами.

Взаимное расположение сооружений должно учитывать возможность  строительства комплекса очитки сточных вод по очередям и расширения. Сооружения и здания должны быть размещены, возможно, более компактно.

Технология очистки  сточных вод в настоящее время  развивается в направлении интенсификации процессов биологической очистки, проведения последовательно процессов биологической и физико-химической очистки в целях возможности повторного использования глубоко очищенных сточных вод на промышленных предприятиях.

В результате механической очистки из сточной жидкости удаляются  нерастворенные и частично коллоидные загрязнения. Сущность биологической очистки состоит в окислении органических веществ микроорганизмами. Для дезинфекции очищенных сточных вод чаще всего применяют хлорирование.

Особое значение имеет  развитие современной системы водоотведения  бытовых и производственных сточных вод, обеспечивающих высокую степень защиты окружающей природной среды от загрязнений. Наиболее существенные результаты получены при разработке новых технологических решений в вопросах эффективного использования воды систем водоотведения и очистки производственных сточных вод.

На сегодняшний день в условиях нестабильной экологической ситуации в республике и в мире в целом  весьма актуальна проблема обработки  и утилизации бытовых и производственных стоков. Развивающаяся год от года промышленность отнюдь не улучшает качество сточных вод, а скорее наоборот способствует увеличению концентраций загрязнений и возникновению новых. В нашей стране плюс ко всему добавляется фактор изношенности производственного и бытового оборудования и использования морально устаревших и экологически небезопасных препаратов бытовой химии, что опять же не лучшим образом сказывается на процессе обработки сточных вод. Для обработки высоко загрязненных стоков в наше время возможно применение новейших технологических установок и устройств сложных в устройстве и эксплуатации и соответственным образом не надежных. Тем более низкая квалификация, в подавляющем большинстве, служащих, а порой и вовсе отсутствие квалифицированных специалистов на очистных сооружениях, и отсутствие должного финансирования приводит к полной неэффективности использования таких установок.

Единственным решением в данной ситуации является проектирование сооружений по обработке сточных  вод основанных на естественных физических процессах и законах с минимальным  применением автоматики, способных работать с минимальным техническим обслуживанием.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные для проектирования

 

В данном курсовом проекте  требуется запроектировать комплекс очистных сооружений, расположенный в Витебской области. Глубина залегания грунтовых вод 6 метров. Данная очистная станция должна принимать и производить очистку сточных вод с населенного пункта, промышленного предприятия и железнодорожных объектов в размере 29 тыс. м³/сут.

Проектные данные по расходу сточных вод

• От населения – 22 000 м³/сут;
• От промпредприятия – 5000 м³/сут;
• От железнодорожных объектов – 2000 м³/сут.

Физико-химические характеристики производственных сточных вод:

• концентрация взвешенных веществ производственных сточных вод 140 мг/дм³;
• концентрация органических загрязнений по БПК 160 мг/дм³.

Физико-химические характеристики сточных вод от ж.д. объектов:

• концентрация взвешенных веществ производственных сточных вод 230 мг/дм³;
• концентрация органических загрязнений по БПК 200 мг/л .

Выпуск сточных вод  в водоем принимается русловой.

Водоем, в который производится выпуск очищенных вод, относится к 1 категории. Минимальный расход реки при 95% обеспеченности 9,9 м³/с, средняя скорость течения при минимальном расходе – 0,93 м/сек, средняя глубина реки при низком горизонте воды – 0,6 м.

Характеристика реки:

• концентрация взвешенных веществ 18 мг/дм³;
• концентрация растворенного кислорода 4,9 мг/дм³;
• концентрация органических загрязнений по БПК 2,6 мг/дм³.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Определение средних концентраций загрязнений общего стока

 

Сточными называются воды, использованные на бытовые, производственные или другие нужды и загрязнённые при этом дополнительными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды, стекающие с территории населённых пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц.

Сточные воды загрязнены всевозможными примесями органического  и минерального происхождения, которые могут находиться в них в виде раствора, коллоидов, суспензии и нерастворённых веществ. Степень загрязнения сточных вод оценивается концентрацией, т.е. массой примесей в единице объёма в мг/л или г/м³.

 

2.1 Определение  концентрации загрязнений бытовых  сточных вод по взвешенным веществам.

 

где   a_вв – количество загрязнений, приходящихся на 1 человека в сутки (табл. 25   

        /1/), г/сут.

 n – норма водоотведения, л/ч∙сут.

2.2 Определение концентрации загрязнений бытовых сточных вод по БПК.

 

где   a_вв – количество загрязнений, приходящихся на 1 человека в сутки (табл. 25   

        /1/), г/сут.

 n – норма водоотведения, л/ч∙сут.

2.3 Определение концентрации загрязнений общего стока по взвешенным веществам.

,

 

2.4 Определение концентрации загрязнений общего стока по БПК.

 

 

 

2.5 Определение приведенного числа жителей.

 

                              

              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Определение коэффициента смешения

 

При определении степени  смешения нельзя принимать в расчёт весь расход реки, так как вблизи места выпуска достаточно полного смешения ещё нет  - оно происходит на некотором расстоянии от места выпуска.

Для учёта расхода  реки, участвующего в смешении, т.е. процессов разбавления, вводят коэффициент смешения , показывающий, какая часть расхода реки смешивается со сточной водой в данном створе.

 

3.1 Определение коэффициента турбулентной диффузии.

 

– средняя скорость течения воды в реке на участке, м/с.

 – средняя глубина реки на том же участке, м.

 

 

3.2 Определение коэффициента, учитывающего влияние гидрологических факторов смешения.

 

– коэффициент, учитывающий место расположения выпуска

Принимаем русловой выпуск: ζ=1,5

 – коэффициент извилистости  русла; =1

Q – расход сточных вод,  равный 29000:24:3600=0,34 м³/с

 – коэффициент турбулентной  диффузии.

 

α=0,3

3.3 Определение коэффициента  смешения сточных вод с водой водоема.

где     

 – расход воды при 95% обеспеченности в створе реки у места выпуска сточных вод, м³/с

 – расход сточных вод, м³/с

 – длина русла от места выпуска сточных вод до расчётного створа, м

 – коэффициент, зависящий  от гидравлических условий смешения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Определение необходимой степени очистки сточных вод.

3.1 Определение необходимой  степени очистки сточных вод по взвешенным веществам.

Предельно допустимое содержание взвешенных веществ, спускаемых в водоем:

где     – допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоёме после спуска сточных вод.

 – содержание взвешенных  веществ в водоёме до спуска  сточных вод.

Степень необходимой  очистки сточных вод:

 

 

3.2 Определение необходимой  степени очистки сточных вод по БПК.

Допустимая величина БПК сточных вод при выпуске  в водоем:

 

где     – коэффициент смешения;

– минимальный расход водоёма  при 95% обеспеченности;

– расход сточных вод;

– концентрация загрязнений по БПК_полн;

 

   

   Необходимый эффект очистки:

 

 

3.3 Определение необходимой  степени очистки сточных вод по растворенному кислороду.

 

Допустимая величина БПК сточных вод при выпуске  в водоем исходя из условий минимального содержания кислорода:

 

где     - концентрация растворённого кислорода, мг/л.

  - концентрация органических загрязнений по БПК_п, мг/л

  - наличие растворённого кислорода, мг/л, которое определяется в зависимости от вида пользования водоёма. 

 

Необходимый эффект очистки:

 

5. Выбор метода очистки сточных вод и схемы очистной станции.

Выбор методов очистки сточных вод  и определение состава сооружений представляет собой сложную технико-экономическую задачу, и зависят от многих факторов:

• расхода сточных вод;

• мощности водоема;

• расчета необходимой степени очистки;

• рельефа местности;

• характера грунтов;

• экономических затрат.

В данном курсовом проекте принята схема  очистной станции с биологической  очисткой сточных вод в аэротенках.

Механическая  очистка сточных вод производится на решетках, в песколовках и отстойниках. Песок из песколовок при помощи гидроэлеватора направляется на дальнейшую обработку на песковые площадки. Сырой осадок из первичных отстойников направляется в метатенки.

Биологическая очистка  сточных вод по этой схеме  осуществляется в аэротенке. Аэротенк представляет собой открытый резервуар, в котором находится смесь ила и осветленной сточной воды.

Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов  активного ила в аэротенк должен поступать воздух, который подается воздуходувками, установленными в машинном здании. Смесь очищенной сточной воды  и активного ила из аэротенка направляется на вторичный отстойник, где осаждается активный ил и основная его масса возвращается в аэротенк. В системе аэротенк – вторичный отстойник масса активного ила увеличивается за счет его прироста, поэтому часть его (избыточный активный ил) удаляется из вторичного отстойника и подается на обработку в метатенк.

Принимаем:

• Решётки, прозоры которых 16мм.
• Песколовки. Применяем песколовки горизонтальные с круговым движением воды.
• Горизонтальный первичный отстойник. Он применяется при производительности более 20000 м³/сут.
• Аэротенки,
• Вторичный горизонтальный отстойник (такого же типа как первичный).
• Смеситель.
• Хлораторная.
• Контактные резервуары.
• Илоуплотнитель.
• Метатенки.
• Вакуум-фильтр
• Песковые площадки.
• Иловые площадки.