Проектирование водоочистной станции

Введение

 

Во все времена поселения людей и размещение промышленных объектов реализовались в непосредственной близости от пресных водоемов, используемых для питьевых, гигиенических, сельскохозяйственных и производственных целей. В процессе использования воды человеком она изменяла свои природные свойства и в ряде случаев становилась опасной в санитарном отношении. Впоследствии с развитием инженерного оборудования городов и промышленных объектов возникла необходимость в устройстве организованных способов отведения загрязненных отработавших потоков воды по специальным гидротехническим сооружениям.

В настоящее время значение пресной воды как природного сырья постоянно возрастает. При использовании в быту и промышленности вода загрязняется веществами минерального и органического происхождения. Такую воду принято называть сточной водой.

В зависимости от происхождения сточных вод они могут содержать токсичные вещества и возбудители различных инфекционных заболеваний. Водохозяйственные системы городов и промышленных предприятий оснащены современными комплексами самотечных и напорных трубопроводов и других специальных сооружений, реализующих отведение, очистку, обезвреживание и использование воды и образующихся осадков. Такие комплексы называются водоотводящей системой.

В 1898 г. в Москве введена в эксплуатацию первая водоотводящая система, включавшая самотечные и напорные водоотводящие сети, насосную станцию и люблинские поля орошения. Она стала родоначальницей самой крупной в Европе московской системы водоотведения и очистки сточных вод.

Комплексное развитие систем водоотведения с очистными сооружениями началось после установленных норм очистки сточных вод при выпуске их в реку, разработанных в Англии в 1876 г. Достижения науки и техники способствовали повышению степени благоустройства городов до уровня современной цивилизации.

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.

Предпосылками для успешного решения этих задач при строительстве водоотводящих систем являются разработки, выполняемые высококвалифицированными специалистами, использующими новейшие достижения науки и техники в области строительства и реконструкции водоотводящих сетей и очистных сооружений.

Исходные данные

 

Общий расход воды: Q =48,742 л/сек.

Общая численность населения: N_чел =4546 чел.

Концентрация БПК: 300 г/м³ .

Концентрация взв. в-в для смеси: 250мг/л.

К_вз= 189,5 г/м³.

K_N= 23,25 г/м³.

К_Р205= 9,59г/м³.

К_Cl= 26,15г/м³.

К_пав=7,26г/м³.

1. Сооружения для механической очистки сточных вод

Механическая очистка сточных вод представляет собой технологический процесс, благодаря которому механическими и физическими методами из сточных вод удаляются нерастворенные примеси. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. В результате механической очистки обеспечивается снижение взвешенных веществ до 90%, а органических веществ до 20%.

Приемный резервуар

решетки

песколовки

отстойники

Рис1 Схема сооружений при механической отчистке

1.1  Подбор решеток

Решетки применяются для задержания из сточных вод крупных загрязнений и являются сооружениями, подготовляющими сточные воды к дальнейшей, более полной очистке.

Прозоры между стержнями решеток должны быть возможно меньшими, чтобы задерживать как можно больше грубых примесей для облегчения работы отстойников.

Решетки делают преимущественно из стали и располагают в отапливаемом здании. При количестве отбросов, снимаемых с решеток до 0,1 м³/сут , предусматривается ручная очистка, если больше –механическая очистка. СНиП 2.04.03-85 п.5.16.

Количество отбросов, задерживаемых на решетках принимается по таблице 23 СНиП 2.04.03-85, средняя плотность отьросов принимает 750 кг/м³.

Рис.1. схема решетки

В-ширина подводящего и отводящего лотков, В_р-ширина решетки,h_p- расчетная глубина воды, h₁- потери напора в решетке, 1-решетка

1. Используя формулы Павловского:

Q=

R=ω/χ

υ =

с =

Находим уклон трубопровода (i), для этого сначала определяем площадь живого сечения (ω)

ω =Q/υ

Общий расход воды Q=48,742 л/с, или Q=0,05 м³/с. Скорость воды в подводящем канале (υ) располагается в пределах 0,6<υ<0,8, берем значение υ=0,8 м/с.

ω =0,05 /0,8 =0,0625 м².

Исходя из этого, размеры лотка будут иметь следующие числовые значения:

ширина В=0,25 м, слой воды h=0,25 м.

Смоченный периметр χ=0,25+2×0,25= 0,75 м.

Гидравлический радиус R=0,0625 /0,75 = 0,083 м.

Значение коэффициента шероховатости (n) подбираем на основе СНиПа 2.04.03-85, для самотечного режима n=0,014.

с = =47,18

i==0,64/309,67=0,0032

Можно выполнить следующую проверку

Q==0,05025 м³/с,

а было Q=0,05 м³/с. Такое изменение допускается.

2.Определяем размеры решетки. Для нахождения общей ширины решетки определяем ширину имеющихся прозоров и стержней.

Находим общую площадь прозоров (Wпр)

Wпр =Q/υр =0,05/0,8=0,0625 м²

где υр –скорость воды в решетке, не превышающая 1м/с.

Рассчитываем площадь одного прозора (ωпр)

ωпр=впр×hл=0,016×0,25=0,004

где впр- оптимальная ширина прозора, равная 16 мм.

Определяем количество прозоров (Nпр)

Nпр= Wпр /ωпр=0,0625 /0,004=15,625=16

Отсюда следует, что стержней 15 шт.

Находим общую площадь прозоров 16×16=256мм.=0,256 м.

Общая ширина стержней 15×7=105 мм.=0,105 м.

Следовательно общая ширина решетки 0,256 +0,105 =0,361 м.

3.На основании того, что ширина прозоров решетки равна 16мм, следует, что количество отбросов снимаемых с решеток на одного человека Р =8л/год

Общая численность населения (N) равна 4546 чел.

Определяем объем отбросов, задерживающихся за год (Vотбр)

Vотбр =4546×8=36368л/год=36,368 м³/год

Средняя плотность отбросов П =750км/м³, отсюда масса отбросов (М) равна

М= =750×36,368 /365=74,7 кг/сут.

Рассчитываем количество поступивших в решетку взвешенных веществ за сутки для этого

Q_сут ×К^см_взв=4211,3×189,5=798041 г/сут=798,04 кг/сут

Q_сут =×24=4211,3 м³/сут

Количество незадержавшихся взвешенных частиц равно

798,04 -74,7 =723,34 кг/сут

Концентрация взвешенных веществ на выходе К’_взв

К’_взв==0,17 кг/м³=170 г/м³.