Вторичные отстойники

8.2.2. Вторичные отстойники.

Вторичные отстойники являются составной частью сооружений биологической очистки, располагаются в технологической схеме непосредственно после биоокислителеЙ и служат для выделения активного ила из биологически очищенной воды, выходящей из аэротенков, или для задержания биологической пленки, поступающей с водой из биофильтров.

Горизонтальные вторичные отстойники выполняются с шириной отделения 6 и 9 м, что позволяет их блокировать с типовыми аэротенками, сокращая при этом площадь, занимаемую очистными сооружениями. Для сгребания осевшего активного ила к иловому приямку в горизонтальных отстойниках используют скребковые механизмы цепного или тележечного типов.

Расчет вторичного отстойника

Максимально часовой расход сточных вод:

q_max = = =1283 м³ /ч,

 

где К_общ– коэффициент общей неравномерности, К_общ= 1,5

Вторичные отстойники, устраиваемые после аэротенков, рекомендуется рассчитывать по нагрузке:

q_ssa= ==1,4 м³/м² ч,

 

где–K_ss -коэффициент использования объема зоны отстаивания,

принимаемый для горизонтальных отстойников, K_ss= 0,45.

I_i - иловой индекс, I_i = 71,2 см³/ч

a_i- концентрация активного ила в аэротенке, a_i= 3 г/л.

a_t – концентрация ила в осветленной воде, a_t.= 15 мг/л.

Hget -глубина отстойника, принимаем Hget.= 2,5 м

Площадь одной секции, при n= 4

 

F = == 229 м²

Ширину одной секции принимаем B = 6м. При этом длина отстойника составит:

L= = 38 м

8.3.Сооружение глубокой доочистки.

 

Сточные воды после полной биологической очистки на очистных сооружениях имеют следующие показатели.

БПКполн = 15 мг/л, взвешенные вещества 15 мг/л.

Эти показатели не соответствуют «правилам охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами. В связи с этим предусмотрена глубокая доочистка сточных вод на барабанных сетках и песчаных фильтров.

Эффект очистки после барабанных сеток:

·     по БПКполн = 10%

·     по взвешенным веществам = 20%

Концентрация загрязнений:

БПКполн = 15*0,9= 13,5 мг/л

Взвешенные вещества = 15* 0,8= 12 мг/л

Эффект очистки после фильтров:

·     по БПКполн = 40%

·     по взвешенным веществам = 50%

Концентрация загрязнений в сточных водах:

БПКполн = 13,5*0,6 = 8 мг/л

Взвешенные вещества = 12* 0,5 =6 мг/л.

Это вполне обеспечивает высокий эффект очистки сточных вод, т.к. необходимая степень очистки сточных вод с учетом их разбавления речной водой.

·     по БПКполн = 96%, допустимая концентрация L_ст^БПК = 9,15 мг/л

·     по взвешенным веществам – 97,1%

·     предельное содержание взвешенных веществ в сточной воде m= 6,72 мг/л

8.3.1.Барабанные сетки

Барабанные сетки принимаем по среднечасовому расходу

 Q_ср.час= 1118,7 м³/ч

Принимаем 1 рабочую барабанную сетку типа БСБ Q=1050 м³/час, с типоразмером 1,5*3,7. Предусматриваем 1 резервную.

8.3.2.Фильтры

Песчаные фильтры открытые с нисходящим потоком (однослойные мелкозернистый с подачей воды сверху вниз) и низким отводом промывной воды. Загрузка - кварцевый песок.

Д = 1,5 : 1,7 мм, h= 1,3 м

 Поддерживающие слои гравия:

d= 20 – 40 мм, h= 250 мм

d= 10 – 20 мм, h= 150 мм

d= 5-10 мм,  h= 50 мм

d= 2-5 мм, h= 200 мм

В нижней зоне фильтра в гравийном слое располагается водная и воздушная распределительная системы из стальных дырчатых труб.

Суммарная площадь фильтров:

F_ср = ,

где Q – производительность очистной станции, Q= 20528,6 м³/сут

K- коэффициент общей неравномерности, К= 1,5

Т - продолжительность работы станции в течении суток, Т = 24 часа

v_ф - скорость фильтрования, v_ф = 7 м/ч

m – расход воды на промывку барабанных сеток учитывает

коэффициент, m = 0,003

W₁ - интенсивность первоначального взрыхления верхнего слоя

загрузки продолжительностью t₁= 2 мин = 0,033ч,

W₁= 18 л/(см²),

W₂ - интенсивность подачи воды с продолжительностью водо-воздушной

промывки t₂ = 8 мин = 0,13 ч; W₂= 3л/м3с

W₃ - интенсивность промывки продолжительностью t₃ = 6 мин = 0,1

часа, W₂ = 6 л/см²

t_u- продолжительность простоя фильтра из-за промывки, t_u = 0,33 ч.

n – количество промывок, n=1.

F_ср = =193 м²

Число фильтров определяем по эмпирической формуле Д.М. Минца.

N_ф = 0,5 = 0,5 = 6,9 шт.

Принимаем N_ф= 7 шт.

Площадь одного фильтра

F = = = 27,5 м²

Размеры фильтра в плане 5,5*5 м

Принимаем число фильтров, находящихся на ремонте N_p = 1. Тогда скорость фильтрования воды при форсированном режиме:

V = = = 8,2 м/с

Рассчитываем распределительную систему фильтров:

Количество промывной воды, необходимой для одного фильтра:

q_пр = F * W₃ =27.5* 6 =165 л/с

Диаметр коллектора распределительной системы находим по скорости входа промывной воды (рекомендуется V_кол= 1…1,2 м/с)Д = 400 мм,V = 1,13 м/с.

Принимаем расстояние между ответвлениями распределительной системы m= 0,3 м.

Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление, будет равна (при наружном диаметре коллектора d = 450 мм)

f_отв= ( 5-0,45 ) * 0,3 = 1,4 м²

Расход промывной воды, поступающей через одно ответвление:

q_отв= f_отв * W₃ =1,4 * 6 = 8,2 л/сек

Диаметр труб ответвлений принимаем 65 мм, v_отв= 1,66 м/с (скорость входа воды в ответвление ).

Для обеспечения 95% (обеспеченности) равномерности промывки фильтра промывная вода должна подаваться под напором в начало распределительной системы.

Напор определяем по формуле:

H_o = 2,91*h_o + 13,5  = =6,7 м,

где h_o – высота загрузки фильтра песком,h_o= 1,3 м.

Расход промывной воды, вытекающей через отверстие в распределительной системе:

q_пр = m S¦_о,

где m – коэффициент расхода (для отверстий) m= 062;

S¦_о- общая площадь отверстий

S¦_о= q_пр / m = 0,165 /0,62 * = 0,02 м²

При d_отв= 10 мм площадь одного отверстия ¦_о= 0,78 см²

Общее количество отверстий.

n = S¦_о/  ¦_о  = 200/ 0,78 =256 шт.

Общее число ответвлений на каждом фильтре:

5,5 / 0,3= 18 штук

Число отверстий, приходящееся на каждое ответвление:

256/18= 14 шт.

При длине каждого ответвления L_отв= 5 – 0,45 = 4,55 м расстояние между отверстиями равно:

L_отв= = = 0,325 м

Произведем расчет сборных отводных желобов фильтра. Принимаем два желоба с треугольным основанием.

Расстояние между желобами – не более 2,2 м.

Расход промывной воды, приходящейся на один желоб:

q_ж = = =82,5 л /с= 0,082 м/с

Ширина желоба

B =K ,

где К – коэффициент для желоба с треугольным основанием, К = 2,1

а - отношение высоты треугольной части желоба к половине его

ширины, а= 1,0

B = 2,1 = 0,44 м

Высота треугольной части желоба равна:

X= 0,5 B=0,5 * 0,44 = 0,22 м;

Высота прямоугольной части желоба будет следующей:

h₁=1,5X= 1,5 * 0,22 = 0,33 м.

С учетом толщины стенок б= 0,8 см, строительные размеры желоба будут:

В = 44 + 1,6 = 45,6 см

H = 33 + 22 + 0,8 = 55,8 см.

Площадь поперечного сечения желоба в месте его примыкания к сборному каналу определяем по формуле Д.М. Минца:

¦ = 1,73 = 1,73 = 0,12 м²

Наименьшее превышение кромки желоба над уровнем воды в нем составит 8 см.

Высота кромки над уровнем загрузки равна:

Dh_ж= + 0,3 = + 0,3 =0,625м,

 где l- относительное расширение фильтрующей загрузки, l= 25%.

Расстояние от низа желоба до верха загрузки фильтра будет равно:

0,625 – 0,558 = 0,067м

8.4. Сооружения для обработки осадка сточных вод

8.4.1.Песковые площадки

 

Песковые площадки предназначены для просушки осадка, идущего с песколовок. Количество песка, задерживаемого в песколовке за сутки, равно W_oc= 1,42 м³/ сут. Соответственно, количество песка за год составит:

W_год= 365 * 1,42 = 518,3 м³/год

Рассчитаем общую площадь песковых площадок по формуле:

F= =  = 173 м²

где А_загр - годовая загрузка песка на площадке, А_загр.= 3 м³/м ².

Определим площадь карты, если количество карт n= 4

F_k = = = 43,25 м²

Принимаем размер карты 6х7м

8.4.2.Аэробный стабилизатор

Метод аэробной стабилизации заключается в длительном аэрировании осадка в сооружениях типа аэротенках (стабилизаторах).

Этот метод наиболее применим к случаю с избыточным илом.

 Аэробная стабилизация – это сложный биохимический процесс, в результате которого происходит распад (окисление) основной части органических беззольных веществ осадка. Оставшееся органическое вещество осадка является стабильным -–неспособным к последующему разложению (загниванию).

Эффективность процесса аэробной стабилизации зависит от продолжительности процесса, температуры, интенсивности аэрации, от состава и свойств окислительного осадка.

Расчет аэробного стабилизатора.

Определяем количество активного ила, поступающего в аэробный стабилизатор:

И_сух = Q,

где B – вынос активного ила из вторичных отстойников, B = 15 мг/л

C- концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей на

 первичные отстойники, С = 230 мг/л

Э - эффективность задержания взвешенных веществ в первичных

отстойниках, Э = 35%

а - коэффициент прироста активного ила, а = 0,3 : 0,5.

Принимаем а = 0,4

L_a - БПКполи поступающих стоков в аэротенк, L_a = 229,7 мг/л

Q- средний расход сточных вод, Q = 20528,6 м³/сут

И_сух =  20528,6 = 4,03 т/сут

Объем ила, поступающего из аэробного стабилизатора:

W_ил=  = = 1007,5 м³ / сут,

где Р_ил – влажность уплотненного активного ила, Р_ил = 99,6%

Р_ил - плотность активного ила, Р_ил = 1 т /м3

Возраст ила:

i = = = 3,9 сут,

где t_a– продолжительность обработки воды в аэротенке, t_a = 4,7 ч

a_a- доза ила в аэротенке, a_a = 3 г/л

C^вв_см- содержание взвешенных веществ, поступающих в аэротенк,

C^вв_см = 150 мг/л

Время стабилизации неуплотненного активного ила в стабилизаторе:

t_ил=  ==6,1 сут,

 где Т_а, Т_с – температура сточной воды, соответственно, в аэротенке и в

стабилизаторе, Та = Тс = 15°С

Требуемый объем аэробного стабилизатора:

W_oc = W_ил t_ил = 1007,5 * 6,1 = 6145,8 м³

Длина аэробного стабилизатора

L = = =76 м,

где n - количество секций, n= 2 шт

В – ширина секции, В = 9м

Н - Глубина стабилизатора, Н = 4,5 м

Удельный расход воздуха принимаем 2 м³ на 1 м³ емкости стабилизатора, отсюда его расход:

D =2 W_oc = 2* 6145,98 = 12291,6 м³/час

8.4.3. Сооружения по обезвоживанию осадка

 

После аэробного стабилизатора осадок поступает в здание, по обезвоживанию осадка, в котором установлены вакуум – фильтры.

 Количество сухого вещества обезвоженного осадка в сутки определяется по зависимости:

W₁=== 15,4 т/сут,

где W_ил – количество осадка, поступающего из аэробного стабилизатора,

W_ил = 1007,5 м3/сут,

Р_ил – влажность осадка, Р_ил = 98,5%

Принимаем производительность вакуум-фильтров по СНиПу 2.04.03-85 П = 25 кг/час. При работе вакуум-фильтров 24 часа в сутки необходимая площадь поверхности фильтров составит:

F_ф = = 26 м²

Принимаем 6 рабочих и два резервных вакуум-фильтра типа БОУ-5-1,75 с площадью поверхности фильтрования 5 м² каждый.

8.4.4. Иловые площадки

 

Для аварийных выпусков осадка или при ремонте вакуум-фильтров предусматриваем использование иловых площадок.

Иловые площадки выполняем на естественном основании, так как грунт-супесь и уровень грунтовых вод ниже 7,2 м.

Суточное количество осадка составляет:

W^oc_сут =1007,5 м³/сут

Годовое количество осадка составляет:

W^oc_год= W^oc_сут *365=1075 * 365 = 367737,5 м³/год

Количество осадка за пол года составляет:

W^oc_год /2= 183868,8 м³/год

Полезная площадь иловых площадок

F_пол=  ==170248,8м²,

где- h₁ -годовая иловая нагрузка на иловые площадки, - h₁ = 1,2 м³/м²

(/1/ табл. 64)

K – климатический коэффициент, K = 0,9

Так как иловые площадки планируется использовать только в аварийных случаях, то срок их работы ограничиваем 1 месяцем.

Требуемая полезная площадь составит:

F^пол_тр= =28374,8 м²

 Cогласно СниП 2.04.03-85, при удалении осадка из отстойников под гидростатическим давлением вместимость приямка следует принимать равной объему осадка до 2 суток.

Объем осадка за 2 суток составит 2015 м³. Высота заливки единовременно иловых площадок принимается h_см= 0,25 м. Следовательно, площадь единовременной заливки составит.

 F_{заливки} =8060 м²

Площадь одной карты принимаем равной площади единовременной заливки. Размер карт принимаем 200:40 м. Количество карт принимаем n = 4 шт.

8.5.Подбор воздуходувок

 

Источником требующегося для биохимических процессов кислорода в аэротенках и аэробном стабилизаторе является воздух, подаваемый с помощью воздуходувок, которые устанавливаем в производственном здании.

Расход воздуха

Q_air =(Q_at + Q _эрл) 1,03,

где Q_at – удельный расход воздуха, Q_at = 13683,9 м³/ч

Q _эрл = 1,1 qw = 1,1 * 1118,7 = 1230,6 м³/ч

Q_air = (13683,9+ 1230,6) * 1,03 = 15315,9 м³/ч

Принимаем воздуходувки типа 360 –21 – 1, 4 рабочих и 1 резервный, с объемом засасывания воздуха 22500 м³/ч., давлением нагнетания 1,8 атм., мощностью электродвигателя 800 кВт.

8.6.Расчет хлораторной.

Дезинфекция сточных вод производится для уничтожения содержащихся в них патогенных микробов и устранения опасности загрязнения водоема этими микробами при спуске в него отстоянных или биологически очищенных сточных вод.

Дезинфекцию сточной воды производим хлорированием.

В соответствии со СНиП 2.04.03 – 85, доза активного хлора, необходимая для полной дезинфекции сточной воды принимается 3 г/м³.

Потребный максимально часовой расход хлора:

W ^cl_{max час} = a q_{max час} = 3 *1283,0 = 3849,0 г/час = 3,8 кг/ч

Среднечасовой расход хлора:

W _ср.час= a =3 = 2,6 кг/ч

Суточный расход хлора:

W_сут = 24 W_{ср. час}  = 24 * 2566 = 61584 г/сут = 62,6 кг/сут.

Месячный расход хлора:

W_мес=30 W_сут = 30 * 62,6 = 1848 кг/мес.

 

Принимаем хлораторы ЛОНИИ – 100 с ротаметром РС – 5 1 рабочий и 1 резервный.

Смеситель «лоток Поршаля» с шириной горловины 230 мм, шириной подводящего лотка 450 мм, длиной лотка 5,85 м, общей длиной смесителя 9,47м.

8.7. Контактный резервуар.

 

Контактный резервуар предназначен для обеспечения контакта хлора с водой. Производим расчет контактного резервуара типа горизонтального отстойника.

Объем контактного резервуара:

W === 641,5 м³

Площадь одной секции контактного резервуара:

F = ==106.9 м²,

где h - глубина пропускной части h= 3м

n – число секций, n = 2

Принимаем размеры секции BxL = 10:10 м

9. Локальные очистные сооружения. Больницы. Станция нейтрализации.

Станция очистки стоков состоит из трех узлов:

- узел приготовления реагентов;

- узел очистки хромосодержащих стоков;

- узел очистки цианосодержащих стоков.

Работа станции очистки спецстоков осуществляется следующим образом: хромосодержащие стоки забираются из резервуара усредителя насосом и подаются в реакторы обезвреживания (2 шт.)

Обезвреживание стоков в рабочем реакторе производится так: при постоянной подаче сжатого воздуха подается в случае необходимости раствор серной кислоты; при pH=3 прекращается подача серной кислоты и подается раствор бисульфата натрия, когда концентрация Cr⁶⁺ снизится до нуля, прекращается подача бисульфата натрия и начинается подача (натра) раствора едкого натрия для доведения pH до 8-9; в щелочной среде трехвалентный хлор переходит в нерастворимую гидроокись; прекращается подача воздуха и обезвреженные стоки сбрасываются в отстойник.

Цианосодержащие стоки забираются из резервуара-усреднителя насосами и подаются в реакторы обезвреживания (2шт.). Обезвреживание стоков в рабочем реакторе производится так: при постоянной подаче сжатого воздуха, в случае необходимости дозируется раствор едкого натрия и начинается хлорирование раствора; когда концентрация цианов снизится до нуля, прекращается подача хлора; в щелочной среде ионы меди переходят в нерастворимую гидроокись меди; прекращается подача воздуха и обезвреженные стоки сбрасываются в отстойник.

9.1. Расход и состав сточных вод.

Сточные воды гальванического отделения поступают от промывки изделий в проточной воде после обезжиривания, травления. нанесения защитных покрытий, а также от периодически сливаемых отработанных растворов рабочих ванн. В состав загрязнений входят кислота совместно с хроматами и щелочи совместно с цианидами. Количество промывок цианосодержащих стоков составляет 0,4 м³ / час, 3 м³ / сут.

Количество промывок хромосодержащих стоков составляет 0,4 м³ / час, 3 м³ / сут.

Расход цианосодержащих отработанных растворов за расчетный период (1 раз в 0,5 года ) составляет 0,08 м³; расход хромосодержащих отработанных растворов за расчетный период ( 1 раз в 7 дней ) составляет 0,08 м³.

Количество загрязнений в промывных цианосодержащих стоках составляет:

Cu (CN) -90 г/час, 06 кг/сут;

KCN -110 г/час, 0,7 кг/сут;

CN -70 г/час, 0,45 кг/сут;

Na₂CO₃ -100 г/час, 0,7 кг/сут.

Количество загрязнений в промывных хромосодержащих стоках составляет:

CrO₃ -460 г/час, 3,3 кг/сут.

H₂SO₄ -20 г/час, 0,14 кг/сут.

Количество загрязнений в отработанных цианосодержащих растворах составляет:

Cu (CN) – 1,8 кг/сут;

KCN – 2,2 кг/сут;

CN - 0,4 кг/сут;

Na₂CO₃