Расчет сооружений

2.4. Расчет сооружений.

Расчет сооружений МОС произведен на максимальный часовой расход поступающих сточных вод.

Объем приемного резервуара принят 80 м³.

Насосы, перекачивающие стоки на очистку, подбираются по расходу Q_ч.max, м³/ч, и требуемому напору, обеспечивающему нормальную работу гидроциклонов и других сооружений с учетом их высотного расположения.

Количество, размеры сооружений и их состав должны обеспечивать требуемое качество очистки сточных вод, обработки осадка и других отходов, а также бесперебойную работу очистной станции в режиме постоянной эксплуатации.

Расход очищенных производственно-дождевых сточных вод из резервуара очищенной воды (РОВ) по часам суток зависит от режима притока стоков на МОС и графика работы насосной станции оборотного водоснабжения. Необходимая емкость РОВ ориентировочно принята равной 40 м³.

Для выравнивания расходов очищенных сточных вод сбрасываемых в городскую сеть в составе местных очистных сооружений предусмотрен резервуар специальной конструкции (рис.2.3).

2.4.1. Расчет тонкослойного нефтеуловителя.

Нефтеуловители применяются для очистки сточных вод от нефтепродуктов и механических примесей, которые могут быть выделены методом отстаивания.

Расчет тонкослойного нефтеуловителя (рис.2.4) произведен на максимальный приток сточных вод q, м³/с.

Назначены следующие габариты нефтеловушки:

-   число секций нефтеловушки n (согласно [1], n³2), учитывая небольшие расходы стоков железнодорожной станции, принято n=1;

-   глубина нефтеловушки H = 1 м и ширина ее секции B = 2 м, согласно [1].

Средняя скорость движения воды в проточной части нефтеловушки определена по формуле, мм/с:

q

u = ¾¾¾¾ .  (2.19)

n * H * B

0.052

u = ¾¾¾¾ = 0.026 м/с = 2.6 мм/с.

 1 * 1 * 2

Согласно [1], скорость u должна приниматься равной 4...6 мм/с (на практике u находится в пределах 2...10 мм/с).

Далее определяется длина нефтеловушки по формуле, м:

u

L = ¾ * a * H, (2.20)

u₀

где u₀ - гидравлическая крупность (т.е. скорость всплывания нефтяных или взвешенных частиц), мм/с.

a - коэффициент, учитывающий турбулентность и струйность потока воды в нефтеловушке, при u/u₀ = 6.5, a = 1.5.

2.6

L = ¾¾ * 1.5 * 1 = 9.75 м.

0.4

Расчетная продолжительность отстаивания воды в нефтеловушке определена по формуле, ч:

t₀ = L / u. (2.21)

9.75

t₀ = ¾¾¾¾¾¾ = 0.68 ч.

0.004 * 3600

Продолжительность всплывания нефтяных частиц определена по формуле, ч:

t_в = H / u₀.  (2.22)

1

t_в = ¾¾¾¾¾¾ = 0.07 ч.

0.004 * 3600

Необходимо, чтобы t_в было меньше t₀.

Количество свежего осадка, задерживаемого в нефтеловушке, определяется по формуле, м³/сут:

Q_нл * K_см^вв * Э_н^в.в

W_ос = ¾¾¾¾¾¾¾ , (2.23)

r * (100 - p) * 10⁶

где Q_нл - суточный расход сточных вод, поступающих в данную нефтеловушку, м³/сут;

r - плотность свежевыпавшего осадка, т/м³; согласно [1], r=1.1т/м³;

p - влажность осадка, %; p = 95% [1].

Э_н^в.в - эффект очистки сточных вод в нефтеуловителе от взвешенных веществ зависит от физических свойств минеральной и органической взвеси. Ориентировочно принят расчетный эффект очистки в нефтеловушках Э_н^в.в = 90% [4].

4291.6 * 120

W_ос = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 0.0936 м³/сут.

 1.1 * (100 - 95) * 10⁶

Высота слоя осадка в нефтеуловушке определяется по формуле, м:

W_ос

 h_ос = ¾¾¾¾ . (2.24)

n * L * B

0.094

h_ос = ¾¾¾¾¾ = 0.00482 м/сут.

 1 * 9.75 * 2

Согласно [1], слой осадка в нефтеловушке принимают до 0.1м. Сопоставляя эту величину с расчетной, определяем частоту включения скребков для сгребания осадка и его удаления из нефтеловушки, т.е.

n_вкл = h_ос / 0.1. (2.25)

n_вкл = 0.00482 / 0.1 = 0.0482

Слой всплывших нефтепродуктов в нефтеловушке принимается h_нп=0.1 м, [1].

Высоту борта нефтеловушки h_б и высоту нейтрального слоя h_н.с принимаем h_б = 0.3 м; h_н.с = 0.3 м, [1].

Тогда строительная высота нефтеловушки, м:

H_стр = h_б + h_нп+ H + h_н.с + h_ос . (2.26)

H_стр = 0.3 + 0.1 + 1 + 0.3 + 0.1 = 1.8 м.

Тонкослойные нефтеуловители применяются для повышения эффекта очистки и повышения компактности очистных сооружений. Они запроектированы на базе обычных нефтеуловителей посредством установки в их отстойной зоне тонкослойных элементов.

Размеры и количество блоков тонкослойных элементов определяются из условия, м,

B = m * B_п + (m + 1) * 0.1,

где B - ширина секции нефтеловушки, м;

m - количество блоков, установленных параллельно; определяется конструктивно, m = 2, т. к. B£3 м;

B_п - ширина блока тонкослойных элементов, м.

B - (m + 1) * 0.1

B_п = ¾¾¾¾¾¾¾ , (2.27)

 m

2 - (2 + 1) * 0.1

B_п = ¾¾¾¾¾¾¾ = 0.85

2

Высота блока принимается равной высоте нефтеловушки, т.е. Н_п = Н = 1 м.

Для сбора всплывших нефтепродуктов над блоком оставляют зону глубиной h_нп = 0.1 м.

Длина тонкослойных элементов определяется по формуле, м:

v * 2h

 L_п = j * ¾¾¾¾ , (2.28)

u₀ * cosa

где j - коэффициент, учитывающий действительные условия осаждения частиц в тонкослойном отстойнике;

2h - расстояние между тонкослойными элементами;

u₀ - гидравлическая крупность задерживаемых нефтяных частиц, мм/с;

a - угол наклона тонкослойных элементов; принят из условия сползания осадка a = 45°.

2.6 * 0.5

L_п = 1.4 * ¾¾¾¾¾ = 6.4 м

0.4 * cos45°

Длина тонкослойных элементов набирается из отдельных блоков, длина каждого из которых составляет 1.5...3 м и определяется из конструктивных соображений. Блоки тонкослойных элементов размещены на расстоянии 1 м от водораспределительных и 0.5 м от водосборных устройств.

Требуемый эффект задержания эмульгированных нефтепродуктов Э_т.н.^нп = 96%. При таком его значении расчетный диаметр частиц нефтепродуктов, обеспечивающих данный эффект, d₀ = 0.002 cм.

Гидравлическая крупность u₀ найдена по зависимости, см/с:

 g

u₀ = a₁ * ¾¾¾ * (r_в - r_н) * d₀², (2.29)

 18 * m

где a₁ - коэффициент, учитывающий влияние механических примесей на скорость всплывания нефтяных частиц;

m - абсолютная вязкость жидкости; при температуре стоков 20°С m = 0.01 г/см*с;

r_в, r_н - плотности воды и нефтепродуктов, г/см³;

g - ускорение свободного падения; g = 981 cм/с²

d₀ - диаметр частиц нефтепродуктов, полностью задерживаемых в нефтеуловителях, см.

981

u₀ = 0.88 * ¾¾¾¾ * (1 - 0.9) * 0.002² = 0.19 см/с.

18 * 0.01

Остаточное содержание нефтепродуктов в очищенных водах после тонкослойного нефтеуловителя определено по формуле, мг/л:

(100 - Э_т.н.^нп)

K_ост.т.н^нп = K₁ + K₂ * ¾¾¾¾¾, (2.30)

100

где К₁ - содержание растворенных нефтепродуктов, не задерживаемых в нефтеуловителе;

К₂ - то же, эмульгированных нефтепродуктов;

Э_т.н.^нп - эффект очистки стоков в тонкослойном нефтеуловителе от эмульгированных нефтепродуктов.

 (100 - 96)

 K_ост.т.н^нп = 14 + 150 * ¾¾¾¾ = 20 мг/л.

100

Остаточное содержание взвешенных веществ в очищенных водах после тонкослойного нефтеуловителя определено по формуле, мг/л:

(100 - Э_т.н^в.в)

K_ост.т.н^в.в = ¾¾¾¾¾ * К_см^нп, (2.31)

100

где Э_т.н.^в.в - эффект очистки сточных вод в тонкослойном нефтеуловителе от взвешенных веществ.

(100 - 90)

K_ост.т.н^в.в = ¾¾¾¾ * 109.61 = 10.96 мг/л.

100