Розрахунок відстійників

4.5 Розрахунок відстійників

В залежності від продуктивності очисних споруд приймаємо горизонтальні відстійники.

Необхідний ефект освітлення (п. 3.2) Э = 97,74 %. Для отримання такого ефекту умовна гідравлічна різниця завислих речовин повинна бути u_o0,33 мм/c. Приймаємо глибину проточної частини Н = 2,5 м, а середню швидкість протоку v_сер. = 5 мм/с. При розподіленні води на початку споруди и збиранні її в кінці споруди за допомогою водозливу h₀ = 0.25 м, а α = 45⁰.

Визначаємо довжину ділянки l₁, на якій висота активного шару у відстійнику сягає розрахункової глибини Н = 2,5 м.

Середня глибина потоку на цій ділянці:

м (4.12)

Середню швидкість потоку на ділянці l₁ розраховуємо:

 мм/с (4.13)

При цьому к = 0,16, w = 0,04, а

 м. (4.14)

Тривалість протікання води на ділянці l₁ розраховуємо за формулою:

 с = 0,28 год. (4.15)

За цей час мінімальна часточка, що осідає, пройде відстань:

 мм = 0,3 м (4.16)

При v_сер. = 5 мм/с w₂ = 0.01 [1].

Залишкову частину глибини відстійника часточка пройде за час:

 с = 1,63 год. (4.17)

За цей час часточка переміститься по горизонталі на відстань:

м (4.18)

Довжина ділянки стиснення потоку:

 м. (4.19)

Загальна довжина відстійника дорівнюватиме:

 м (4.20)

Ширина відстійника:

 (4.21)

Приймаємо ширину відділення відстійника 9 м, тоді кількість відділень складе: 32,96 / 9 = 3,66 ≈ 4 шт.

Враховуючи, що відстійник має достатньо надійний механізм – цепні скребки, вихід яких зі строю практично виключено, розрахунковий об’єм відстійників не збільшується.

Маса зібраного осаду відстійника за добу:

 т/добу. (4.22)

Об’єм осаду, що випав:

 м³/добу. (4.23)

Для накопичення осаду на початку споруди проектується бункер у вигляді перекинутої усіченої піраміди, верхня основа якої має розміри 4,0х2,5м, а нижня – 1,0х0,5 м. Висота піраміди дорівнює 2,5 м. Об’єм бункера одного відділення складе:

 м³. (4.24)

В основі відстійника також передбачуємо ємність для накопичення осаду. Висота її в кінці споруди дорівнює 0,2 м. При ухилі днища і = 0,003 висота її на початку буде дорівнювати:

 м. (4.25)

Об’єм осадочної частини в основі одного відділення складе:

 м³. (4.26)

Загальний об’єм осадочної частини всіх відділень:

 м³. (4.27)

Осадочні частини відстійника будуть заповнюватись осадом за 32,6/15,9=2 доби.

Враховуючи велику нерівномірність розподілу осаду по площі відстійника, вивантаження його рекомендується робити 1 раз на добу.

В бункери, розташовані на початку споруди, осад згрібається ланцюговими скребками, а видаляється з бункерів відкачуванням за допомогою насосів.

5. Розрахунок споруд для біологічного очищення стічної води

5.1 Розрахунок аеротенків

Стічна вода надходить до аеротенків, як правило після споруд механічної очистки. В аеротенках проходять процеси біохімічного окислення органічних речовин стічної води мікроорганізмами, які складають основну частину активного мулу, та киснем повітря.

Запропоновано аеротенк, який працює по одноступінчатій схемі по принципу витискувача. Через те, що БСК_повн. стічної води перевищує 150 мг/л, то до аеротенка додаємо регенератор.

Принцип дії аеротенка-витискувача: стічна вода та активний мул подаються зосереджено з однієї з торцевих сторін споруди, а випускаються також зосереджено з іншої сторони.

Значення констант та коефіцієнтів приймаємо за таблицями СНіП [1].

Для міських стічних вод приймаємо наступні дані: r = 85 м/(г*год), K_l = 33 мг/л, К_о = 0,625 мг/л, j = 0,07 л/г, S = 0,3. Концентрацію кисню С_о приймаємо 2 мг/л.

Ступінь рециркуляції активного мулу:

 (5.1)

де а – доза мулу в аеротенку, г/л (приймаємо а = 3 г/л);

J – муловий індекс, см³/г (приймаємо згідно [1] 70 см³/г);

.

БСК_повн стічної води, враховуючи розбавлення активним мулом:

 (5.2)

де L_ex – кінцева концентрація по БСК_повн(приймаємо 15 мг/л);

 мг/л.

Тривалість перебування стічної води в аеротенку:

 (5.3)

 год.

Доза мулу в регенераторі:

 (5.4)

 г/л.

Питома швидкість окислення:

 (5.5)

де С – концентрація розчиненого кисню, мг/л;

r_max – максимальна швидкість окислення, мг/(г*год);

К_l – константа, що характеризує вид органічних забруднень, мгБСК_повн/л;

К₀ – константа, що характеризує вплив кисню, мгО₂/л;

 мг/г*год.

Тривалість окислення:

 (5.5)

де S – зольність мулу;

 год.

Період регенерації:

год. (5.6)

Тривалість перебування стічної води в системі аеротенк-регенератор:

 (5.7)

 год.

Об’єм аеротенка:

 , (5.8)

де Q_p – максимальна годинна витрата, м³/год (приймаємо по табл.1 1510,95 м³/год);

 = 3242,5 м³.

Об’єм регенератора:

, (5.9)

 м³.

Середня доза мулу:

 (5.10)

 мг/л.

Навантаження на 1 г беззольного активного мулу:

 (5.11)

 мг/л.

При = 328,9 мг/ л муловий індекс J = 72,9 см³/г, що набагато не відрізняється від прийнятого J = 70 см³/г.

Загальний об’єм аеротенка та регенератора складає:

 м³. (5.12)

Приймаємо 4 робочі секції. Тоді об’єм однієї секції буде складати: 7082/4 = 1770,5 м³.

На основі цього приймаємо аеротенк-витискувач з шириною коридору 4,5 м; робочою глибиною 3,2 м; чотирма коридорами; довжиною L = 36 м (за типовим проектом 902-2-178).

В якості аератора приймаємо аератор з керамічних фільтропластин розмірами 300*300 мм та товщиною 35 мм. Пластини укладають на дно аеротенка в два ряди для забезпечення подачі необхідного об’єму повітря. Повітря подається по воздуходувкам в канал, який перекритий пластинами.

Відношення площі пластин фільтрів до площі аеротенка f/F = 0,3; К₁ = 1,89 (коефіцієнт, який враховує тип аератора, приймаємо по [1] в залежності від f/F); К₂ = 2,56 – коефіцієнт, який залежить від глибини занурення аератора (прийнято по [1]).

Глибина занурення аератора:  м. (5.13)

Визначаємо коефіцієнт n₁, який враховує температуру стічних вод:  (5.14) де t_сер – середньомісячна температура суміші стічних вод (визначена раніше t_сер = 12,5 ⁰С);

.

Визначаємо питому витрату повітря за формулою:

 (5.15)

де z – питома витрата кисню повітря (приймаємо 0,9 мг/мг);

n₂ – коефіцієнт, що враховує якість стічних вод (приймаємо 0,85);

С – середня концентрація кисню в аеротенку (приймаємо 2 мг/л);

С_р – розчинність кисню у воді, мг/л:

 (5.16)

де С_т – розчинність кисню повітря у воді, С_т = 8,84 мг/л;

 мг/л;

 м³/м³.

Визначаємо інтенсивність аерації:

I =  м³/(м²*год). (5.17)

Загальний об’єм повітря визначаємо за формулою:

 (5.18)

де Q – середньодобова витрата стічних вод, м³/доб;

 м³/доб.

Об’єм повітря для аерації стічної води в максимальну годину водовідведення:

 м³/год.

Приймаємо 2 повітродувки (1 робоча і 1 резервну) марки ТВ – 300 – 1,6 продуктивністю 18000 м³/год та потужністю двигуна 172 кВт, тиском 0,14 Мпа.