Очистные канализационные сооружения населенного пункта

 

Глубина пескового лотка h_л, м, определяется по формуле [1]

 

                                                        ,                                    (2.24)

где     К_г = 1,5 – коэффициент запаса [1];

         е = 0,1 – относительное расширение песка при смыве[1]

 

h_л = 1,5·0,11·(0,1 + 1) = 0,18 м

 

Восходящая скорость в лотке v, см/с, определяется по формуле [1]

 

 

,                                    (2.25)

 

где    d_экв=0,05 см – эквивалентный диаметр зерен песка [1];

         μ=0,0084 г/(см∙с) – динамическая вязкость при температуре воды +20^оС [1]

   

 см/с

Общий расход промывной воды в лотке q_l, м³/с, определяется по формуле [1]

 

                              ,                                                         (2.26)

 

             

= 0,0063·0,5·5,4 = 0,017м³/с

 

Диаметр смывного трубопровода d_тр, м, определяется по формуле

 

,                                                    (2.27)

 

где     V_тр=3 м/с – скорость движения воды в смывном трубопроводе

 

м

 

Принимается диаметр смывного трубопровода d_тр = 100 мм.

Фактическая скорость движения воды в начале смывного трубопровода V_тр, м/с, находится по формуле

 

 м/с                        (2.28)

 

Напор в начале смывного трубопровода H_о, м, определяется по формуле [1]

 

                                                           (2.29)

                            

 

Число спрысков на смывном  трубопроводе n, шт, составляет [1]

 

                                                   ,                                                             (2.30)

 

где    Z=0,5 м – расстояние между спрысками [1]

 

                                                      шт

 

Диаметр выходного отверстия спрысков d_отв, м, определяется по формуле [1]

 

 

,                                       (2.31)

 

где     μ_р=0,82 – коэффициент расхода спрысков [1]

 

                 

= 0,014м  

                                 

Работа бункера проверена  как тангенциальная песколовка.

Подсасываемый из песколовки гидромеханической системой расход Q_п, м³/с, определяется по формуле [1]

 

                                      (2.32)

 

                  

м³/с

 

Расход, поступающий в  бункер, Q_б, м³/с, определяется по формуле [1]

 

                                                         (2.33)

 

  

м³/с

 

Площадь бункера Ω_б, м², находится по формуле [1]

                                                                                      (2.34)

 

 

м²

Нагрузка на 1 м² площади бункера q₀, м³/(м²∙ч), определяется по формуле [1]

 

                                                      (2.35)

 

                 

м³/(м²∙ч)

 

Эта нагрузка велика по сравнению  с нагрузками на обычные тангенциальные песколовки. Подобный результат всегда получается при узких песколовках. Для исключения выноса песка рекомендовано периодическое включение гидромеханической системы в работу.

 

 

 

2.5 Водоизмерительное устройство

 

В качестве водоизмерительного устройства принят лоток Вентури.  При расходе сточных вод 1377,64 м³/ч согласно [3] принят типовой  лоток из сборного железобетона  с размерами: ширина В = 600 мм, длина L = 5000 мм, высота Н=900 мм.

Перед лотком Вентури  необходимо предусмотреть участок  канала длиной 15 м.

 

 

2.6 Расчет песковых площадок

 

Для сушки уловленного в песколовках песка применяются песковые площадки.

Площадь песковых площадок F_п.пл, м²,  определяется по формуле [1]

 

,                                            (2.36)

 

где    1,2 – коэффициент, учитывающий устройство валиков;

          q_пп=3 м³/(м²·год) - нагрузка на песковые площадки

 

      

м²

 

Площадь одной карты F₁, м², определяется по формуле [1]

 

 

                                                   ,                                                      (2.37)

 

где     N= 2 – принятое число песковых площадок

 

м²

 

Принимаются две песковые площадки с размерами 13,5х13,5 м.

 

 

 

2.7 Расчет первичных отстойников

 

Исходя из производительности очистной станции Q=20461,3 м³/сут, концентрации взвешенных веществ в воде =235,58 мг/л и требуемого эффекта очистки отстойника Э_отс=57,55%, принят горизонтальный отстойник.

Ширина отделения горизонтального отстойника В, м, определяется по формуле [1]

 

                                    ,                                                 (2.38)

 

где    n = 4 – принятое число отделений отстойника;

         V = 0,005 м/с – средняя скорость движения воды в отстойнике [1];

        Н₁=3 м – принятая глубина проточной части сооружения

 

             

м

 

Ширина отделения отстойника принята 6 м.

Скорость движения воды в отстойнике V, м/с, определяется по формуле [1]

 

                                                                        (2.39)

 

                

 

Гидравлическая крупность  частиц U, м/с, определяется по формуле [1]

 

                                           ,                                      (2.40)

 

где    h₁ = 500 мм – высота столба воды в цилиндре;

         t₁ = 1015 с – требуемая продолжительность осветления воды в цилиндре [1];

          n =0,3 - показатель степени, зависящий от концентрации взвешенных

     веществ в воде [1]

 

                                                  м/с

 

При температуре воды, которую будет иметь реальная сточная вода, условная гидравлическая крупность U_о, м/с, определяется по формуле [1]

 

                                             ,                                                    (2.41)

 

где    μ_л = 0,0101 – динамическая вязкость воды при температуре 10^оС, полученная в лабораторных условиях [1];

        μ_п = 0,0131 – динамическая вязкость воды при температуре 10^оС, полученная в производственных условиях [1]

 

 

= 0,0101·0,0017 /0,0131 = 0,0013 м/с

 

Вертикальная турбулентная составляющая ω, м/с, найдена по формуле [1]

 

 

                        м/с                      (2.42)

 

Длина отстойника L,м, определена по формуле [1]

 

                                                                                      (2.43)

 

где     k = 0,5 – коэффициент использования объема отстойника [1]

 

                    

м

 

Длина отстойника принимается 31 м.

 

Общий объем проточной (рабочей) части  V_отс, м³, составляет [1]

 

 

                                           (2.44)

 

                         

м³

 

Масса улавливаемого  осадка в сутки G_сух, т/сут, определена по формуле [1]

 

                                      ,                                         (2.45)

 

где     С₀ = 235,58 мг/л – концентрация взвешенных веществ в исходной воде;

           Э = 57,55% - требуемый эффект очистки;

           К = 1,2 – коэффициент увеличения  объема отстойника [1];

           Q = 20461,3 м³/сут – производительность очистной станции

 

1 – подводящий лоток; 2 – распределительный лоток;

3 – полупогружные  доски; 4 – сборный лоток; 

5 – лоток для сбора и удаления  плавающих веществ;

6 – отводной лоток; 7 – доска; 8 - приямок

Рисунок 4 - Схема горизонтального  отстойника

                                       т/сут

 

Объем осадка V_ос, м³/сут, определяется по формуле [1]

 

,                                         (2.46)

 

 

где    W_ос=95% - влажность осадка;

          ρ=1 т/м³ – плотность осадка

 

                                                     м³/сут

 

Осадок сгребается в  бункер скребковым механизмом цепного  типа и удаляется из бункера по трубопроводу под гидростатическим напором, равным 1,5 м.

Общая высота отстойника на выходе Н, м, определяется по формуле [1]

 

,                                             (2.47)

 

где     Н₂ = 0,3 м – высота нейтрального слоя в отстойнике [1];

           Н₃ = 0,5 м – высота борта отстойника

 

            Н = 3 + 0,3 + 0,5 = 3,8м

 

 

2.8 Расчет высоконагружаемых биофильтров

 

Так как  =170,23 мг/л, принимаются высоконагружаемые биофильтры без рециркуляции очищенных сточных вод.

Коэффициент К определяется по формуле [2]

                                       (2.48)

 

Среднезимняя температура  сточной воды Т = 10⁰С.

Высота биофильтра определяется согласно [1] для значения подаваемого воздуха B_уд = 10м³/м³ при гидравлической нагрузке q = 19,76м³/(м²·сут) для К=7,3 и составляет Н₁ = 4м. Принимается биофильтр без рециркуляции сточной воды.

Рисунок 4 – Схема высоконагружаемого биофильтра

Общая площадь биофильтров F, м², определяется по формуле [2]

 

                                                        

,                                                   (2.49)

 

20461,3/19,76 = 1015,49 м²

 

Принимаются биофильтры круглой формы в плане диаметром D=18м с количеством секций n=4шт и с площадью одной секции F=254м²                                    

Объем фильтрующей загрузки V, м³, определяется по формуле [2]

   

                                                

,                                                 (2.50)

 

        

254·4· 4 = 4064 м³

 

В качестве загрузки принят щебень с крупностью зерен 40мм, в качестве поддерживающего слоя – щебень с крупностью зерен 70 мм и высотой 0,2м. Тогда общий объем фильтрующей загрузки V = 4425,6 м³.

 

 

2.8.1 Расчет реактивных оросителей

 

Диаметр реактивного оросителя D_ор, м, определяется по формуле [2]

 

                                                 ,                                                 (2.51)

 

где D = 18м – диаметр одного биофильтра

 

                                                 м

 

На каждом оросителе принято  по четыре распределительные трубы  и их диаметр D_тр, м, определяется по формуле [2]

 

                                               ,                                            (2.52)

 

где v = 1м/с – скорость движения жидкости в начале трубы [1];

q_р = 0,382 м³/с – максимальный секундный расход сточных вод

 

                                               м

 

Принят диаметр распределительных  труб d = 250мм согласно [9]

Число отверстий на каждой распределительной  трубе n_отв , исходя из условия скорости истечения из отверстия не менее 0,5 м/с и диаметра отверстия d_отв не менее 10 мм, определяется по формуле [2]

                                             ,                                       (2.53)

 

где   D_ор = 17800мм – диаметр реактивного оросителя

 

                                             шт