Проектирование очистных сооружений канализации. Основные этапы

Очистные сооружения канализации

Канализационные очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод – это комплекс инженерных сооружений направленный на удаление загрязнений, содержащихся в бытовых сточных водах.

Хозяйственно-бытовые сточные воды — образующиеся в результате бытовой и хозяйственной деятельности человека, отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации.

Качество сточных вод разрешенных к сбросу в городскую систему канализации ее абонентами, в том числе промышленными предприятиями нормируется действующим законодательством и утверждается органами местного самоуправления.

Как правило очищенные сточные воды сбрасываются в ближайшие водоемы через специальный выпуск.

Качество очистки регламентируется действующим законодательством в области охраны окружающей среды.

Пример схемы городских биологических очистных сооружений

Перечень зданий и сооружений:

Перечень основных трубопроводов

• Канализационная насосная станция КНС
• Приемная камера
• Здание решеток
• Аэрируемая песколовка
• Первичный отстойник N1; 2; 3; 4
• Распределительная камера первичных отстойников
• Насосная станция сырого осадка
• Аэротенк нитри-денитрификатор
• Иловая камера
• Вторичный отстойник N1; 2; 3; 4
• Доочистка
• Узел обеззараживания — УФО или NaOCI
• Выпуск очищенных сточных вод

Вспомогательные технологические сооружения

• Реагентное хозяйство
• Воздуходувная станция
• Обезвоживание песка

Линия обработки осадка

• Сгустители осадка
• Цех механического обезвоживания осадка
• Иловые площадки-карты

К1 — трубопровод бытовой канализации

К3 — производственная канализация

К20 — трубопровод промывной воды

К26 — трубопровод сырого осадка

К30 — трубопровод циркулирующего активного ила

К30.1 — трубопровод избыточного активного ила

К36 — дренажный трубопровод иловых площадок

АО — воздухопровод

Р8 — трубопровод флокулянта

Пример технологической схемы очистных сооружений канализации.

На схеме приведенной выше представлена принципиальная схема биологических очистных сооружения крупного города с населением более 150 000 человек.

Последовательность движения сточных вод:

Все городские сточные воды собираются в главный городской коллектор (самотечный трубопровод большого диаметра), который врезается в главную канализационную насосную станцию, где в приемном-грабельном отделении проходит первичную очистку от механических загрязнений на решетках от крупных механических загрязнений. Далее в сточные воды канализационными насосами перекачиваются в приемную камеру городских очистных сооружений. Эта камера служит для гашения напора и распределения потоков сточных вод по распределительным лоткам и линиям очистки.

Очистка сточных вод начинается на механизированных решетках с прозорами 10-20 мм; где задерживаются крупные механические загрязнения (палки, тряпки, полиэтиленовые пакеты и т.п.). Отбросы с решеток дезинфицируются, обезвоживаются (отжимаются на специальных прессах) и вывозятся на санкционированный полигон твердых бытовых отходов.

Далее стоки попадают на горизонтальных аэрируемых песколовках шириной где происходит отделение – осаждение песка. Осадки из песколовок гидроэлеваторами или песковыми насосами подаются на обезвоживание в сепараторы песка, где происходит обезвоживание песка, а затем одна часть песка вывозится на полигон ТБО для утилизации, другая часть используется для благоустройства территории. Песколовки за счет интенсивной аэрации и длины способны задерживать песок крупностью менее 0,2 мм.

После песколовок сточная вода по трубопроводам через распределительные камеры первичных отстойников подается на первичные радиальные отстойники, где в течение 1,5—2 ч происходит гравитационное осаждение взвешенных веществ, собирающихся в осадочной части отстойников. Плавающие вещества, собираемые с поверхности первичных отстойников, из жиросборников откачиваются илососом и вывозятся на полигон для складирования осадков. При этом эффективность осветления сточных вод по взвешенным веществам и БПК5 составляет соответственно до 45% и 19—26%. Сырой осадок из первичных отстойников откачивается и направляется на совместное уплотнение с избыточным активным илом на уплотнителях с добавлением флокулянта.

Таким образом, осадок первичных отстойников в конечной фазе представляет собой смесь осажденных коллоидных и нерастворимых веществ, а также избыточного активного ила, образующегося в процессе биологической очистки. Из отстойников эта смесь подается в цех обработки осадка.

Осветленная вода через сборные камеры первичных отстойников поступает в верхние каналы трехкоридорных аэротенков для биологической очистки, откуда распределяется по секциям аэротенков. В первый коридор каждой секции подается циркулирующий активный ил. Эффект биологической очистки сточных вод обеспечивается постоянным перемешиванием сточных вод с активным илом и непрерывной аэрацией этой смеси на всем протяжении аэротенка. Состоящий из аэробных микроорганизмов активный ил в присутствии кислорода воздуха перерабатывает находящиеся в сточной воде органические загрязнения. Необходимое количество воздуха поступает в аэротенки из блока насосно-воздуходувной станции.

Азот в сточных водах представлен в органическом (растворенный и нерастворенный) и неорганическом (аммонийный, нитратный и нитритный) видах. В аэробной зоне аэротенка реализуется процесс нитрификации, который является первым этапом биологического удаления азота из сточных вод и представляет собой окисление солей аммония до солей азотистой кислоты (нитритов) – I фаза, и затем, в ходе II-й фазы, происходит окисление нитритов до нитратов. Окисление аммония до нитрита осуществляется под действием бактерий родов Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosolobus, Nitrosospira и Nitrosovibrio. Вторую фазу – окисление нитритов в нитраты – осуществляют бактерии из родов Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus. Последовательно пройдя три корридора аэротенка, зоны нитрификации и денитрификации, сточные воды собираются в нижний лоток, откуда по сборному трубопроводу поступают в распределительную чашу с регулируемыми затворами вторичных отстойников.

Из распределительной чаши смесь сточной воды и активного ила по подводящему трубопроводу направляется в центральное распределительное устройство вторичного отстойника. Последнее представляет собой вертикальную стальную трубу, переходящую наверху в плавно расширяющийся раструб, который оканчивается ниже горизонта воды в отстойнике. Выходя из распределительного устройства, смесь попадает в пространство, ограниченное стенками металлического направляющего цилиндра который обеспечивает заглубленный выпуск иловой смеси в отстойную зону. Осветленная вода собирается через водослив сборным кольцевым лотком, из которого поступает в выпускную камеру. Активный ил, осевший на дно отстойника, удаляется самотеком под гидростатическим давлением с помощью илососа по трубопроводу в иловую камеру, откуда циркулирующий активный ил насосами возвращается в аэротенки, а избыточный активный ил насосами подается в распределительные камеры первичных отстойников..

После двух часов отстаивания осветленная вода собирается через зубчатый водослив в лоток, из которого вода отводится самотеком трубой на доочистку и далее на обеззараживание на ультрафиолетовых установках.

Далее очищенные сточные воды через контрольный колодец (где осуществляется отбор проб для определения качества очистки) попадает в камеру выпусков, а оттуда по трубопроводу через сосредоточенный или рассеивающий выпуск в водоем.

Обработка осадка

Уплотненная в первичных отстойниках смесь осадка первичных отстойников и избыточного активного ила с влажностью 95—99,5% подается в цех обработки осадка на механическое обезвоживание.

Для уплотнения избыточного активного ила применены илоуплотнители. Обычно активный ил, осаждающийся во вторич­ном отстойнике, имеет высокую влажность 99,2. 99,5 %. Илоуплотнители по высоте расположены так, чтобы сливная вода из них поступала в аэротенки самотеком, сгущенный осадок шнековыми насосами подается на обезвоживание в ЦМОО (цех механического обезвоживания осадка).

Основным оборудованием цеха являются центрифуги или фильтр-прессы. Центрифуги и фильтр-прессы, предназначенные для механического обезвоживания смеси осадков, позволяют получать кек с влажностью 79—83% при эффекте задержания сухих веществ более 92,5%.

Механическое обезвоживание смеси осадков производится с применением флокулянта. Доза флокулянта определяется опытным путем.

Кек поршневыми насосами или конвеерами подается в бункеры-накопители и по мере накопления вывозится специальным транспортом на полигон ТБО.

В качестве резервной линии обезвоживания служат иловые площадки с искусственным основанием и дренажем, с поверхностным отводом воды.

Производительность городских очистных сооружений – 1 000 000 м.куб/сутки.

Выпуск очищенных сточных вод в р. Волга.

Технология – механическая очистка, полная биологическая, обработкой осадка на иловых площадках. Обеззараживание стоков.

Центральной станции аэрации располагаются на искусственном острове Белый. Очистные сооружения принимают стоки с Василеостровского, Кировского, Московского, Фрунзенского, Центрального районов и части Юго-Запада,

Юго-Западные очистные сооружения (ЮЗОС)

Производительность ЮЗОС — 330 000 куб.м/сут.

Площадь застройки — 40 га.

Северная станция аэрации (ССА)

Производительность ССА – 1 250 000 куб.м/сут.

Производство, поставка и монтаж оборудования

ООО «Регион» собрав многолетний опыт обследования, проектирования и сопровождения строительства объектов водоснабжения и водоотведения с 2018 года приступило к производству, поставке и шеф-монтажу технологического оборудования и нестандартных изделий в области водоснабжения и водоотведения.

На данный момент у нас три производственные площадки, в Санкт-Петербурге, Самаре и Якутске. Мы готовы изготовить нестандартное оборудование для Вашего объекта, как в рамках капитального ремонта или реконструкции, так и в рамках нового строительства, даже если у Вас нет конструкторской документации, наши специалисты готовы выехать на объект, провести необходимые обмеры и разработать конструкторскую документацию.

Мы изготавливаем, как отдельные узлы, так и комплектные установки блочно-модульного исполнения или требующие укрупнительной сборки.

В зону нашей компетенции входит производство оборудования для очистки, как бытовых и поверхностных сточных вод, так и очистка сложных комбинированных стоков промышленных предприятий. В области водоснабжения мы также изготавливаем оборудование начиная от водозаборных (рыбозащитных) оголовков, до комплексных станций водоочистки и водоподготовки.

Если вы зашли к нам на сайт не просто в процессе изучения «работы сайта», а с целью найти решения Вашей инженерной задачи, моя компания готова выполнить для Вас базовый инжиниринг или проект и помочь принять верное решение.

Мы сотрудничаем с крупнейшими Российскими и Европейскими производителями, что позволяет предлагать максимально выгодные решения с точки зрения капитальных и эксплуатационных затрат.

В отдельных случаях – при заключении контракта на поставку крупного инженерного оборудования мы готовы выполнить разработку рабочего проекта Бесплатно.

Мы не навязываем оборудование собственного производства, мы предлагаем варианты решения Вашей инженерной задачи по открытой, обоснованной цене, на базе передовых решений и опыта.

С уважением, генеральный директор ООО «Регион»
Щукин Алексей Владимирович

Проектирование очистных сооружений канализации. Основные этапы

Проектирование – основа при строительстве очистных сооружений канализации, учитывающая особенности размещения и работу комплекса очистки сточных вод, к которым предъявляются технические, экономические и другие требования.

Ответьте на 3 вопроса и получите бесплатную консультацию инженера-технолога по очистным сооружениям

Наш инженер-технолог ответит на все интересующие вас вопросы, приведет примеры из отрасли, а также соберет исходные данные для подбора оборудования и выставления ТКП

Данный процесс включает в себя разработку специальных материалов, которые являются необходимыми и достаточными для создания КОС.

Проектирование очистных сооружений производится согласно установленным нормативам, определяющим требования к очистке. К ним относятся строительные нормативы и правила — СНиП, а также документы, содержащие санитарно-гигиенические указания к водоотведению — СанПиНы. При выполнении проектных проработок основополагающим является СП 32.13330.2012 Канализация. Наружные сети и сооружения, где указан очень существенный параметр для размещения очистных сооружений – санитарно-защитная зона (ССЗ), т.е. минимально допустимое расстояние до жилой застройки. Гигиенические требования к проектированию, реконструкции сооружений очистки, способных оказывать влияние на поверхностные водоемы, прописываются в СанПиН 2.1.5.980-00.

Чтобы правильно подобрать, спроектировать ОС и достичь оптимального результата в кратчайшие сроки необходимо тщательно проработать вышеперечисленные нормативы и найти оптимальный подход к решению данного вопроса.

Разработку проекта очистных сооружений следует разделить на 8 основных этапов

1. Подготовка исходно-разрешительных материалов

На первоначальном этапе осуществляется сбор исходных данных для получения разрешения на строительство объекта.

Проработка исходно-разрешительной документации (ИРД) включает в себя изучение генплана земельной площади, технических условий на электро-водо–теплоснабжение, инженерные изыскания участков территории, предназначенных для возведения новых сооружений, ознакомление с ситуационным планом местности.

В исходную техническую информацию также входит сбор сведений по расходам сбрасываемых стоков и их качественная характеристика (пиковые поступления, нормы водопотребления, степень благоустройства зданий, климатические условия, концентрации загрязняющих веществ и т.п.), принципиальные решения поступления, отвода и методов очистки с учетом требуемых мероприятий по санитарной и рыбной охране водных акваторий, место выпуска очищенных вод в водоемы по согласованию с соответствующими государственными органами. Также на этой стадии прорабатывается вопрос о разбивке на очереди строительства при условии постепенного увеличения количества сбрасываемых стоков от застраиваемой территории.

Состав загрязнений хозяйственно-бытовых и производственных стоков, подаваемых на очистку, среднечасовые и пиковые сбросы имеют большое значение при подборе технологической схемы при комплектации ОС, что оказывает не малое влияние на габаритные размеры и необходимые пространства под их установку.

Схема контейнерных очистных сооружений

Оборудование на схеме:

1. Приемно-распределительная камера
2. Блок-контейнер БИОТОК в составе:
   2.1. Отсек анаэробного реактора с погружной мешалкой
   2.2. Отсек биологической очистки с технологической загрузкой «ПОЛИВОМ»
   2.3. Отсек отстойника с технологической загрузкой
   2.4. Отсек доочистки с тонкослойными модулями
3. Установка УФ-обеззараживания
4. Мешковый фильтр обезвоживания
5. Воздуходувное оборудование
6. Блок реагентного хозяйства

2. Обследование или выбор участка строительства

При проведении реконструкции очистных сооружений проводится обследование имеющихся строений, при возведении нового объекта — выбор участка под расположение очистного блока.

В связи с тем, что большинство городских КОС построены достаточно давно, достижения нормативных требований к концентрациям загрязнений при сбросе их в водоемы не происходит. Современный же уровень прогресса технологий, а также применение усовершенствованных энергоэффективных установок раскрывает пути реализации реконструкции ОС, позволяет минимизировать объемы СМР и капитальных затрат.

В случае выполнения проекта реконструкции специалисты технического подразделения выезжают на существующий комплекс, где происходит его полное обследование: делаются нужные замеры, оценивается состояние несущих конструкций, фундаментов, расположение коммуникаций и химический анализ проб сточных вод на входе и на выходе.

При постройке новой очистной установки заказчик определяет стройплощадку для размещения комплекса по очистке и согласовывает ее с соответствующими инстанциями.

При планировании Заказчиком модернизации существующих зданий визуальная оценка при осмотре комплекса ОС позволит сделать специалистам вывод о том, что целесообразнее применить в данном случае – реконструкцию или расширение сооружений, входящих в состав комплекса.

3. Изыскания

Перед проектированием объектов водоотведения, а именно сетей канализации и очистных сооружений выполняется перечень различных проработок, благодаря которым составляется план местности, изучаются грунты в пределах участка, рельеф, определяются возможные точки соединения ОС с сетями водоотведения.

Выполнение инженерно-геологических изысканий производится в соответствии с СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства» и с СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства». Виды и методику лабораторных работ определяют в соответствии с СП 11-105-97. Для определения состава, состояния физических механических свойств грунтов, выделения их классов, групп и видов используется ГОСТ 25100-11. Геологические работы исследуют почву под строительство, присутствуют ли карстовые провалы и на каких отметках есть грунтовые воды. По результатам инженерно-геологических изысканий составляется технический отчет, в котором прописываются физико-географические и техногенные характеристики района изысканий, геологическое строение и свойства грунтов инженерно-геологические процессы.

Выполнение инженерно-геодезических изысканий проводится в соответствии с требованиями СП 11-104-97. Топосъемка проводится, как правило, в масштабе 1:500. Геодезические данные дают информацию о ландшафте участка, перепадах высот и размерах участка. Наряду с инженерно-геологическими и инженерно-геодезическими изысканиями существуют также археологические, экологические и гидрометеорологические.

Объем изысканий определяется требованиями законодательства и содержит следующие данные:

• археологические изыскания помогают определить принадлежность территории к объектам культурного наследования
• гидрометеорологические оценивают климатические условия и прогноз возможных изменений
• экологические проводят для оценки состояния и прогноза возможных изменений окружающей среды под воздействием нагрузок техногенного характера

Полный комплекс изысканий обусловлен необходимостью прохождения госэкспетризы проектной документации, но может выполняться и по требованию Заказчика.

В конечном итоге, инженерные исследования определяют, какие материалы и мероприятия необходимо использовать при строительстве очистных сооружений биологической очистки сточных вод и канализационных насосных станций, разрешают или запрещают возводить инфраструктуру отведения и очистки стоков.

4. Техническое задание на проектирование

Заказчик начинает стадию проработки конструкторских решений, когда собран весь перечень необходимой информации. На данном этапе проектировщик получает комплект ИД и подробное ТЗ.

В техническом задании прописывается вид конструкторских разработок, основные технико-экономические показатели, этапы конструирования, комплекс выполняемых проектных и изыскательских работ, требования к качеству очистки стоков, перечень технологических процессов, которые необходимо автоматизировать, источник и условия инженерного обеспечения и т.п.

При получении исходных материалов производятся нужные расчеты, составляются материальные балансы, подбирается оборудование, прорабатываются пути подвода трубопроводов, рассчитывается их пропускная способность, составляются технологические схемы, спецификации с обозначением трубопроводной арматуры, коммуникаций и пр., делаются чертежи компоновки оборудования в производственном здании, планы размещения коммуникаций.

Канализационные очистные сооружения населенного пункта

Телеграм бот для поиска материалов

Покупка оптом ваших чертежй

t.me/alldrawings

vk.com/alldrawings

Описание

Состав проекта

589bd401-583f-4ab7-a428-3ee2931a02a4.zip [ 3 MB ]

Чертеж2.dwg [ 256 KB ]

курсовая_очистка стоков.docx [ 3 MB ]

Дополнительная информация

Чертеж2.dwg

Условные обозначения
К1-хозяйственно-бытовая канализация К1Н-напорнпя канализайия К13-сливная вода К14-песковая пульпа К15-сырой осадок первичных отстойников К16-циркулирующий активный ил К17-избыточный активный ил К18-уплотненный активный ил К19-стабилизированный осадок К20-аварийный трубопровод К21-дренажная вода с иловых карт А0-сжатый воздух В1-хозяйственно-противопожарный водопровод Т1-тепловая сеть
Генплан канализационных очистных сооружений
М 1:100 по вертикали М 1:500 по горизонтали
Натуральные отметки земли
Проектные отметки земли
Профиль очистной станции по воде
Распределительная чаша
По вертикали 1:100 По горизонтали 1:500
Продольный профиль по движению осадка
Насосно-воздуходувная станция
Подводящий трубопровод
Первичный радиальный отстойник М 1:200
Отводящий трубопровод
Экспликация зданий и сооружений
Тангенциальная песколовка
Канализационная насосная станция
Административный корпус
Контрольно-пропускной пункт
08.03.01В34.003.21. НК
Расчет и проектирование канализационных очистных сооружений населенного пункта
Продольный профиль по движения воды
продольный профиль по движению осадка
Схема первичного радиального отстойника

курсовая_очистка стоков.docx

Определение расчетных расходов сточных вод6
1Определение расходов бытовых сточных вод6
2Определение расходов промышленных сточных вод6
3 Определение расчетного эквивалентного и приведенного количества жителей7
Расчет концентраций загрязнений бытовых сточных вод7
1 Концентрация взвешенных веществ7
2 Биохимическая потребность в кислороде7
Определение степени смешения сточных вод в водоеме у расчетного створа8
Определение необходимой степени очистки сточных вод по взвешенным веществам9
Определение необходимой степени очистки сточных вод по БПК смеси сточных вод и воды водоема9
Расчет приемной камеры11
Расчет первичных отстойников13
1 Расчет аэротенка с регенерацией15
Расчет вторичных отстойников18
Расчет радиальных илоуплотнителей20
Расчет газгольдера23
Расчет иловых карт24
Расчет озонаторной25
Компоновка сооружений на очистной станции26
Список использованных источников29
Очистка городских сточных вод состоит из двух подсистем: механическая очистка и биологическая очистка. Механическая очистка применяется для выделения из сточной воды нерастворенных минеральных и органических примесей.
Назначение механической очистки заключается в подготовке сточных вод к биологическому методу очистки. Механическая очистка на современных очистных станциях состоит из процеживания через решетки пескоулавливания отстаивания.
Очистные сооружения рассчитываются по максимальному расходу сточных вод.
Биологическая очистка (окисление) широко применяется для очистки сточных вод позволяет очищать их от многих органических примесей. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом) включающим множество различных бактерий простейших и т.п. связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями.
Цель данной работы:
Рассчитать и подобрать очистные сооружения до необходимой степени очистки;
Представить генплан канализационных очистных сооружений профили по движению воды и ила;
Выполнить разрез и план одного из сооружений.
Определение расчетных расходов сточных вод
1Определение расходов бытовых сточных вод
Определяю среднечасовой расход:
Среднесекундный расход:
Максимальные расходы бытовых сточных вод
где k- коэффициент суточной неравномерности водопотребления
учитывающий уклад жизни населения режим работы предприятий степень благоустройства зданий и изменение водопотребления по сезонам года и дням.
=*=2315*19=440 лсек;
Минимальный секундный расход бытовых сточных вод:
=*=2315*05=11575 лсек;
2Определение расходов промышленных сточных вод
Расчетный секундный расход производственных сточных вод:
Максимальный секундный расход производственных сточных вод:
=*k=1736*15=26042 лсек;
Общий максимальный секундный расход:
Общий минимальный секундный расход:
3 Определение расчетного эквивалентного и приведенного количества жителей
Расчетное количество жителей:
где q-норма водоотведения лсут на 1 чел;
Эквивалентное количество жителей:
Приведенное количество жителей по взвешенным веществам:
Nприв= Nрасч + Nэкв = 115948 чел.
Расчет концентраций загрязнений бытовых сточных вод
1 Концентрация взвешенных веществ
Концентрация взвешенных веществ определяется по следующей формуле:
где а-количество загрязняющих веществ приходящихся на одного жителя гсут
n-норма водоотведения;
В смеси промышленных и бытовых сточных вод концентрация взвешенных веществ составляет:
2 Биохимическая потребность в кислороде
где а- БПК20 неосветленной сточной жидкости на 1 жителя гсут
В смеси промышленных и бытовых стоков:
Определение степени смешения сточных вод в водоеме у расчетного створа
Коэффициент извилистости:
φ=LфLпр=5535=157 км=1570 м;
где Lф-расстояние до пункта водопользования по фарватеру;
Lпр- расстояние до пункта водопользования по прямой;
-коэффициент зависящий от условий выпуска и принимается равным для берегового выпуска-1.
Коэффициент турбулентной диффузии:
Е=(Vср*Нср)200=(09*09)200=00041
где Vср-средняя скорость течения реки мс;
Нср-средняя глубина реки между выпуском и расчетным створом м.
Коэффициент учитывающий гидравлические факторы смешения:
Коэффициент смешения γ определяется по формуле:
где е-основание натурального логарифма;
q-расход стоков с очистных сооружений м3с
α-коэффициент учитывающий гидравлические факторы смешения.
Определение необходимой степени очистки сточных вод по взвешенным веществам
m=P(+1)+b=025(+1)+14=1426 мгдм3;
где Р-допустимое увеличение концентрации взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод Р=025 гм3;
b-концентрация взвешенных веществ в воде водоема до спуска сточных вод.
Необходимая степень очистки по взвешенным веществам определяется как:
Двв=100%*=100%*=9481 %
где -концентрация взвешенных веществ в сточных водах до очистки мгдм3.
Определение необходимой степени очистки сточных вод по БПК смеси сточных вод и воды водоема
В общем случае концентрация загрязнений в сточных водах удовлетворяющая санитарным требованиям при спуске их в водоем определяется:
=+(Lпр доп- Lр*)+ Lпр*=+(3- 09*)+ 3*= +(3- 00072)+ 005991549мгдм3;
где Lпр доп-предельно допустимая БПКполн смеси речной и сточной воды в расчетном створе для питьевого водоема-3 мгл;
Lр-БПКполн речной воды до места выпуска сточной воды гм3;
t-продолжительность перемещения воды от места выпуска сточных вод до расчетного створа сут.
Продолжительность перемещения воды от места выпуска сточных вод до расчетного створа определяется:
t=LфVср=5509=611=6 cут.
Требуемая степень очистки сточных вод по БПКполн определяется:
ДБПК=*100%=*100=94 %.
Каналы и лотки должны рассчитываться на максимальный секундный расход с коэффициентом к=12. Скорость движения стоков в канале должна быть в диапазоне от 07 до 14 мс.
Максимальный расчетный расход в лотке с учетом коэффициента запаса:
qрасч max=14*q=14*0466=0652м3с.
Площадь живого сечения одного лотка:
Площадь живого сечения двух лотков:
Площадь живого сечения трех лотков:
Площадь живого сечения четырех лотков:
Принимаю следующие размеры лотков:
Основной лоток –800х800 мм i=00025
При qmax=652 лс vmax=139 мс hd=074
При qmin=116 лс vmin=086 мс hd=021
Два лотка–600х600 мм i=00025
При qmax=326 лс vmax=116 мс hd=078
При qmin=58 лс vmin=073 мс hd=022
Три лотка– 500х500 мм i=0003
При qmax=217 лс vmax=113 мс hd=077
При qmin=39 лс vmin=071 мс hd=022
Четыре лотка– 400х400 мм i=0006
При qmax=163 лс vmax=136 мс hd=075
При qmin=29 лс vmin= 085 мс hd=021
Расчет приемной камеры
Объем приемной камеры определяется исходя из расхода поступающих стоков и времени пребывания 15 секунд по формуле:
Размеры камеры приняты конструктивно А=24 м В=2 м. Высота слоя воды H=15 м.
где s толщина стержней решетки;
где k-коэффициент учитывающий стеснение потока механическими граблями равный 105-11;
b-ширина прозоров решетки м;
v-скорость движения воды в прозорах решетки равная 08-1 мс;
Коэффициент местного сопротивления:
Принял 179 так как круглые стержни.
Потери напора в решетке определяются по формуле:
Принял Механические решеткиTSURUMIсерииKE.
Песколовки предназначены для выделения из сточной жидкости тяжелых минеральных примесей (главным образом песка).
Принимаю 2 тангенциальные песколовки
Площадь одной песколовки:
Диаметр 1 песколовки:
Принимаю диаметр 1 песколовки 4 метра.
Глубина бункера 1 песколовки:
Высота бункера 1 песколовки:
Cуточный объем осадка:
Wсут=(qoc*Nпр)1000=(002*115948)1000=232 м3сут.
Период между выгрузками осадка:
Полная высота песколовки:
Н= h1+h2+05=2+35+05=6 м.
Годовой объем осадка:
Wгод=(365Nпрqoc)1000=(365*115948*002)1000=846 м3год.
Площадь песковых карт:
Fкарт=Wгодhгод= 8463=282 м2;
Общая площадь песковых карт с учетом насыпей:
Fобщ=12Fкарт=12*282=3384 м2.
Количество площадок – не менее двух.
Для удобства заезда разворота автотранспорта принимаю 2 площадки. Размеры: 10х17 метров.
Расчет первичных отстойников
Очистка воды методом отстаивания применяется на гидросооружениях в системах централизованного водоснабжения и канализации. Существует несколько видов отстойников: горизонтальные вертикальные статические динамические и пластинчатые.
Отстойники представляют собой резервуары или открытые емкости в которых методом отстаивания удаляются из воды механические примеси. В ходе этого процесса частицы дисперсионной фазы в зависимости от плотности вещества либо всплывают на поверхность воды либо оседают на дно резервуара. Частицы осевшие на дно образуют осадок. В ряде случаев осаждение сопровождается укрупнением частиц.
В курсовом проекте принимаю радиальные отстойники.
Необходимый эффект осветления:
где -начальная концентрация взвешенных веществ в сточной воде;
-допустимая конечная концентрация взвешенных веществ в осветленной воде;
Условная гидравлическая крупность:
Принимаю четыре отделения отстойников.
Определяю диаметр отстойника:
Диаметр одного отстойника 30 метров.
Рассчитываю скорость на середине радиуса отстойника:
Vw===0003 мс=3 ммс.
Определяю общую высоту отстойника:
Н=Нset+Н1+Н2=3+05+03=38 м
где Н1-высота борта над слоем воды равная 03-05 м;
Н2-высота нейтрального слоя равная 03 м.
Количество осадка выделяемого при отстаивании за сутки:
где -суточный расход сточных вод м3сут;
-влажность осадка равная 94-96%;
-плотность осадка равная 1 гсм3.
Определение количества воздуха подаваемого на очистные сооружения:
где Dat = 6931 м3ч — расход воздуха подаваемый в аэротенки.
Н = hвс + hтp + hair + hст + hизб
где hвс = 04 м — потери напора на трение и местные сопротивления в трубопроводах воздуходувной станции;
hвс = 005 м — потери напора на трение и местные сопротивления по наиболее протяженной части воздуховода;
hcт = 4 м — давление столба воды которое необходимо преодолеть при выходе из аэратора;
hизб= 005 м — избыточное давление.
Н = 04 + 005 + 05 + 4 + 005 = 51 м.
Принимаю 2 воздуходувки серии ВР GE ССМ.
Производительность-60 м3час;
Избыточное давление-50 кПа;
Аэротенк – это автономная система канализации где происходит биологическая очистка сточной воды активным илом под воздействием кислорода. Система предназначена для переработки и экологически безопасного отведения в почву сточных вод из бытовой канализации. Требует минимального обслуживания и контроля.
Аэротенк состоит из нескольких секций минуя каждую из которых вода проходит все более глубокую очистку. В одной группе секций производится очистка посредством гравитации а в другой – биологическая посредством переработки бактериями. Процесс биологической очистки происходит при смешивании очищаемых вод с активным илом. При этом смесь активно насыщается кислородом необходимым для активного процесса окисления. Вещества поглощаются бактериями (процесс сорбции) перерабатываются и расщепляются. Остатки слипаются образуя своеобразные хлопья и оседают в отстойнике чтобы позже их можно было удалить механическим путем.
1 Расчет аэротенка с регенерацией
Рассчитываю степень рециркуляции активного ила в аэротенке-вы-теснителе R1:
R1 = a1(1000J1 — а1);
где — оптимальная концентрация активного ила которая зависит от разных факторов равна 3 гдм3;
R1 = 3(100090 — 3)=037%
Рассчитываю БПКполн определяемую с учетом разбавления рециркуляционным расходом мгл по формуле:
Lmix = (Len + Lex . R1)(1 + R1).
Принимаю коэффициент учитывающий влияние продольного перемешивания Кр:
Кр = 125 при Lex > 30 мгл.
Lmix = (255 + 15 . 037)(1 + 037)=190 мгл.
Для расчета аэротенка — вытеснителя принимаю:
максимальную скорость окисления ρma
константу характеризующую свойства органических загрязняющих веществ К1 = 33 мг БПКполнл;
константу характеризующую влияние растворимости кислорода в воде K0 мг О2 л К0 = 0625 мг О2л;
коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила φ = 007 лг;
коэффициент концентрации растворенного кислорода на основании технико-экономического расчета С0 = 2 мгл.
период аэрации для аэротенка-вытеснителя tatv ч по формуле:
Рассчитываю удельную скорость окисления мг БПКполн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч аналогично аэротенкам-смесителям.
В зависимости от Lеn (мг БПКполнл) воды поступающей в аэротенк после отстаивания в первичном отстойнике аэротенки бывают с регенерацией и без регенерации.
При Lеn > 200 мгл необходимо применять регенерацию . Произвожу расчет аэротенков с регенераторами.
Рассчитываем дозу ила в регенераторе:
аr = a1 . (12R1 + 1)
где R1 — степень рециркуляции активного ила;
аr =3 . (1037 + 1)=11 гл.
Рассчитываю продолжительность окисления органических загрязняющих веществ t0 ч:
t0 = (Len — Lex)(R1 . a1(1-S) . ρ)
где ρ – удельная скорость окисления мг БПКполн на 1 г беззольного вещества в час;
t0 = (255 — 15)(037 . 3(1-03) . 23)=1263 ч.
Рассчитываю продолжительность регенерации ч по формуле: tr = t0 — tat=1033 ч.
Рассчитываю вместимость аэротенка м3:
Wat = tat . (1 + R1) . Qa 24=23*137*1083=3263 м3.
Объем регенератора м3:
Wr = tr . R1. q=1033*037*1584=6055 м3.
где q – расчетный расход сточных вод м3ч.
Определяю полный объем аэротенка м3:
Wn = Wat + Wr=3263+6055=9318 м3.
Определяю продолжительности пребывания сточных вод в системе аэротенк – регенератор:
t=(1+Ri)*tatv+Ritr=(1+037)*23+037*1033=702 ч.
Для уточнения илового индекса определяю среднюю дозу ила в системе аэротенк – регенератор:
Определение нагрузки на активный ил:
При данной нагрузке Ji=82 см3г (принял Ji=90 см3г).
Размеры аэротенка: рабочую глубину – 46 м;
Ширина коридора-6 м;
Длина коридора-85 м;
Принимаю 2 секции по 2 коридора.
Рис.1. Схема аэротенка
Расчет системы аэрации:
Рассчитываю удельный расход воздуха qair м3м3 очищенной воды:
где q0-удельный расход кислорода воздуха мг на 1 мг снятого БПК принимается 11 если БПКполн=15-20 мгл;
k1-коэффициент учитывающий тип аэратора и принимается в зависимости от соотношения площади аэрируемой зоны и площади аэротенка;
k2-коэффициент зависит от глубины погружения аэраторов;
k3-коэффициент зависит от вида стоков равен 085;
С0-средняя концентрация кислорода в аэротенке 2 мгл;
kt-коэффициент учитывающий температуру сточных вод;
Са-растворимость кислорода воздуха;
где Тw-среднемесячная температура за летний период;
kt=1+002*(22° -20°)=104.
где Ct-растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры;
Интенсивность аэрации:
Hab-рабочая глубина аэротенка м;
tat-продолжительность аэрации м;
Ja=64*=1252 м3м3 * час;
Определение общего количества воздуха в аэротенке:
Dat=qmax m*qair=1083*64=6931 м3ч.
Принимаю пневматические аэраторы.
Расчет вторичных отстойников
Вода прошедшая очистку в таких сооружениях очистки биологическим способом как аэротенки и биофильтры уносит с собой активный ил и отслоившуюся с основы биоплёнку. Они являются ценным продуктом поэтому их нужно уловить то есть следует осветлять воду дальше. Этот процесс осуществляется во вторичных отстойниках. Аналогично первичным их конструкции бывают вертикальными горизонтальными и радиальными. Первые обычно используются на биологических станциях небольшой мощности две другие – на средних и больших. Принимаю радиальные вторичные отстойники.
Рассчитываю нагрузку воды на поверхность отстойника:
где Кss – коэффициент использования объема зоны отстаивания принимаемый для радиальных отстойников 045;
Нset – глубина рабочей зоны отстойника 2 м;
аt – концентрация ила в осветленной воде принимаем 15 мгл.
Определяю площадь одного отделения отстойника:
где n =4 шт– количество отстойников;
Принимаю четыре отстойника.
Диаметр одного отстойника 18 метров.
Количество осадка выделяемое при отстаивании:
-влажность осадка равная 992%;
-плотность активного ила равная 1 гсм3.
Расчет радиальных илоуплотнителей
Уплотнители и сгустители следует применять для повышения концентрации активного ила. Допускается подача в них иловой смеси их аэротенков а также совместное уплотнение сырого осадка и избыточного активного ила.
Максимальный приток избыточного активного ила составит:
где Рmax – содержание избыточного активного ила гм3 определяется по формуле:
где Р= 160 гм3 – прирост активного ила принимается в зависимости от степени очистки сточной вода при БПК полн=15 мгл очищенной воды;
Кн= 12 – коэффициент месячной неравномерности прироста активного ила;
С=8 гм3 – концентрация уплотняемого избыточного активного ила гм3.
Полезная площадь поперечного сечения илоуплотнителя:
где qо – расчетная нагрузка на площадь зеркала уплотнителя м3 (м2 ч) принимаемая в зависимости от концентрации поступающего на уплотнение активного ила: qо= 05 при С = 2÷3гл и qо= 03 при С = 5÷8 гл.
Определяю диаметр одного илоуплотнителя:
где n – число илоуплотнителей принимаю 2 диаметром 9 метров.
Необходимая высота рабочей зоны составит:
где t=10 часов – продолжительность уплотнения;
где Н =5 м- высота рабочей зоны илоуплотнителя;
h= 07м – высота зоны залегания активного ила при илососе;
hб= 04м – высота бортов над уровнем воды м;
Метантенки следует применять для анаэробного сбраживания осадков городских сточных вод с целью стабилизации и получения метансодержащего газа брожения при этом необходимо учитывать состав осадка наличие веществ тормозящих процесс сбраживания и влияющих на выход газа.
Совместно с канализационными осадками допускается подача в метантенки других сбраживаемых органических веществ после их дробления (домового мусора отбросов с решеток производственных отходов органического происхождения и т. п.).
Для сбраживания осадков в метантенках допускается принимать мезофильный (Т=33 °С) либо термофильный (Т=53 °С) режим. Выбор режима сбраживания следует производить с учетом методов последующей обработки и утилизации осадков а также санитарных требований.
Для поддержания требуемого режима сбраживания надлежит предусматривать:
-загрузку осадка в метантенки как правило равномерную в течение суток;
-обогрев метантенков острым паром выпускаемым через эжектирующие устройства либо подогрев осадка подаваемого в метантенк в теплообменных аппаратах. Необходимое количество тепла следует определять с учетом теплопотерь метантенков в окружающую среду.
Количества сухого вещества осадка Осух и активного ила Исух образующихся на станции т в 1 сутки рассчитывают по формулам:
где С-концентрация взвешенных веществ в воде поступающей на первичные отстойники;
La-БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды мгл;
Э-эффективность задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках доли единицы;
Q-средний расход сточных вод м3сут;
k-коэффициент учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ не улавливаемых при отборе проб для анализов 12;
b-вынос активного ила из вторичных отстойников 15 мгл;
α-коэффициент прироста активного ила 04.
Количество беззольного вещества осадка Обез и активного ила Ибез т в 1 сут.:
где Вг -гигроскопическая влажность сырого осадка и активного ила %;
Зос Зил-зольность сухого вещества осадка и ила %;
Расход сырого осадка и избыточного активного ила м3сут:
где Woc-влажность сырого осадка %;
Wил-влажность избыточного активного ила %;
ρос ρил- плотности осадка и активного ила кгм3;
Общий расход осадков на станции:
Мсух=Осух+Исух=231+3=531 т;
по беззольному веществу:
Мбез=Обез+Ибез=15+214=364 т;
по объему смеси фактической влажности:
Мобщ=Voc+Vил=39+375=414 м3сут.
Средние значения влажности смеси и зольности %:
Зсм=100*[1- 100*[1-
Требуемый объем метантенка:
где Д-суточная доза загрузки осадка в метантенк %;
V=414*10014=2957 м3.
Принимаю 2 метантенка объемом 1600 м3 (высота 12 метров).
Предел распада органики:
где а0 аи-пределы распада соответственно осадка и ила;
Выход газа у’ м3 на 1 кг загруженного беззольного вещества (плотность газа принята 1):
где а-предел сбраживания осадка %;
n-экспериментальный коэффициент зависящий от влажности осадка и температурного режима сбраживания;
у’=(48-0455*14)100=042 м3кг.
Суммарный выход газа:
Г=у’*Mбез=042*3640=1515 м3сут.
Иловые площадки — канализационное очистное сооружение для обезвоживания осадка (ила) выпадающего из сточных вод при их отстаивании или перегнившего в метантенках. Основная часть сооружения — спланированные участки земли (площадки) окруженные земляными валами по которым проходят иловые желоба для подачи осадка. Сырой осадок из отстойников или сброженный осадок из метантенков или других сооружений периодически накапливается небольшим слоем на иловых площадках и подсушивается в результате чего содержание воды в нём уменьшается на 20-25% он приобретает структуру влажной земли и затем вывозится как удобрение на сельскохозяйственные земли. иловые площадки обычно устраиваются на хорошо фильтрующих естественных грунтах (песок супесь) или на искусственных основаниях с дренажем сооружений.
Полезная площадь карт:
где k-климатический коэффициент;
q0-нагрузка на иловые площадки.
Высота слоя намораживания:
где Vст-суточный объем осадка м3;
t-период намораживания сут;
k1-часть площади отводимой под зимнее намораживание 075
k2-коэффициент учитывающий уменьшение объема осадка вследствие зимней фильтрации и испарения 075;
Fобщ=13*Fпол=13*111933=145513 м2.
Принимаю 7 иловых карт с размером 120х180 метров.
Дозу озона следует принимать равной 6-10 мгл при продолжительности контакта 8-10 мин. После биологической очистки (до содержания взвешенных веществ 10-12 мгл и БПКполн~ 15 мгл) требуемая доза озона равна 15-30 мгл а продолжительность контакта -03-05 ч.
Максимальный часовой расход воды на очистную станцию составляет 1083 м3ч. Принимаю дозу озона 10 мгл и продолжительность контакта 25 минут.
Максимальный расход озона:
Расход озона в сутки:
Выбираю 2 озонатора;
Производительность по озону 15 гчас;
Производительность по воде 15 м3ч;
Поток кислорода 3 лмин;
Напряжение питания 220 В;
Устанавливаю 2 рабочих и 1 резервный озонаторы.
Требуемый расход воды на два работающих озонатора:
Определяю размеры контактных камер для смешения озоновоздушной смеси с водой. Принимаю высоту воды в камере Н=3 м. Общая площадь камер равняется:
Принимаю 1 камеру 10х15 метров.
Компоновка сооружений на очистной станции
Генеральный план очистной станции в зависимости от пропускной способности выполняется в масштабе 1:500 1:1000. На него наносят все очистные и вспомогательные сооружения трубопроводы различного назначения хозяйственно-питьевой и технический водопроводы электрораспределительные устройства трансформаторные подстанции кабельную сеть низкого и высокого напряжения. Компоновка зданий и сооружений на площадке должна обеспечивать:
– рациональное использование территории с учетом перспективного расширения сооружений и возможность строительства по очередям; – оптимальное блокирование сооружений зданий различного назначения и минимальную протяженность
– внутриплощадочных коммуникаций;
– самотечное как правило прохождение основного потока сточных вод через сооружения с учетом всех потерь напора и с использованием уклона местности или планировки территории.
При проектировании сооружений очистки сточных вод следует предусматривать:
– устройства для равномерного распределения сточных вод и осадка между отдельными элементами сооружений а также для отключения сооружений каналов и трубопроводов на ремонт без нарушения режима работы комплекса для опорожнения и промывки сооружений и коммуникаций;
– устройства для измерения расходов сточных вод осадка воздуха и биогаза;
– максимальное использование вторичных энергоресурсов (биогаза; тепла сжатого воздуха и сточных вод) для нужд станции очистки;
– оборудование для непрерывного контроля качества поступающих и очищенных сточных вод либо лабораторное оборудование для периодического контроля;
– оптимальную степень автоматизации работы с учетом технико-экономического обоснования наличия квалифицированного персонала.
Очистка сточной воды от содержащихся в ней загрязнений проводится в несколько стадий: механическая и биологическая.
Произведён расчет решеток песколовок первичных отстойников аэротенка с регенерацией вторичных отстойников а также сооружений по обезвоживанию осадка.
Спроектировал генеральный план очистных сооружений и горизонтальный отстойник а также показал профиль по движению воды и профиль по движению осадка.
Список использованных источников
СП 32.13330.2018. Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.03–85. – Введ. 01.01.2013. – М.: Минрегион России 2012. – 93 с.
Методические указания по оформлению курсовых дипломных проектов (работ) по водоснабжению и водоотведению для студентов специальностей 270112 (290800) 270109 (290700) и 270102 (20200) Сост.: А.Б. Адельшин Ж.С. Нуруллин Н.А. Муратова Н.С. Урмитова А.С. Селюгин А.В. Бусарев. – Казань 2009. – 49 с.
Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учебное издание.– М.: Изд-во АСВ 2009. – 760 с.
Примеры расчетов канализационных сооружений Ю.М. Ласков Ю.В. Воронов В.И. Калицун. – М.: Альянс 2008. – 256 с.
Справочник по очистке природных и сточных вод Л.Л. Пааль Я.Я. Кару. – М.: Высшая школа 1994. – 336 с.
Адельшин А.Б. Селюгин А.С. Бусарев А.В. Урмитова Н.С. Муратова Н.А. Расчет сооружений механической очистки сточных вод населенных пунктов: учебное пособие. – Казань: КГАСУ 2010. – 57 с.
Николаенко Е.В. Проектирование очистных сооружений канализации: учебное пособие Е.В. Николаенко В.В. Авдин В.С. Сперанский. – Челябинск: Изд. ЮУрГУ 2006. – 41 с.
Канализационные очистные сооружения населенного пункта. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов дневной и заочной форм обучения специальности 270112.65 «Водоснабжение и водоотведение» Сост.: А.Б. Адельшин А.С. Селюгин А.В. Бусарев. – Казань: КГАСУ 2011. – 29 с
Распределительная чаша
Распределительная камера
Насосно-воздуходувная станция

Источник https://dc-region.ru/ochistnye-sooruzheniya-kanalizacii

Источник https://acs-nnov.ru/proektirovanie-ochystnyh-sooruzhenij.html

Источник https://alldrawings.ru/spisok-kategorij/item/dn7-kursovoi-proekt-kanalizatsionnye-ochistnye-sooruzheniia-naselennogo-punkta-1