Очистка городских сточных вод от механических примесей

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Экология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Введение

Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. Это сточные воды, которые поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов. Особенности образования этих сточных вод хорошо известны. В бытовых сточных водах содержатся загрязнения минерального и органического происхождения. Те и другие находятся в нерастворенном, растворенном и коллоидном состояниях. Часть нерастворенных загрязнений, задерживаемых при анализах на бумажных фильтрах, называют взвешенными веществами. Наибольшую санитарную опасность представляют загрязнения органического происхождения.

В бытовых сточных водах взвешенных веществ органического происхождения содержится в среднем 100 — 300мг/л. Содержание органических загрязнений, находящихся в растворенном состоянии, оценивается значениями биохимической потребности в кислороде
(БПК) и химической потребности в кислороде (ХПК). Бытовые сточные воды имеют БПК=100 — 400 мг/л, а ХПК= 150 — 600 мг/л, и их можно оценить как весьма загрязненные.

Как известно, перед сбросом различных видов стоков в водоем или на рельеф необходимо соблюдение предельно-допустимых концентраций в очищенных сточных водах тех или иных загрязняющих веществ, которые контролируются и утверждаются органами Ростехнадзора и СанЭпидемстанции.

Для очистных сооружений любого населенного пункта установлены конкретные нормативы качества для сброса сточных вод в водный объект или на рельеф.

Очистные сооружения городского водоканала принимают бытовые стоки с определенными концентрациями загрязняющих веществ.

Целью курсовой работы по дисциплине «Процессы и аппараты защиты окружающей среды» является разработка принципиальной схемы очистки бытовых стоков и расчет параметров необходимых аппаратов. Необходимо найти оптимальный вариант очистки, учитывая как человеческий, так и экономический фактор.

1. Состав и загрязненность сточных вод

В городские сточные воды поступают хозяйственно-бытовые воды и стоки некоторых промышленных предприятий, расположенных в черте города. К хозяйственно-бытовым относятся сточные воды, поступающие из квартир, больниц, школ, гостиниц и других мест пребывания людей; воды из прачечных, бань, столовых и других коммунальных предприятий. От каждого человека в сутки в городскую канализацию поступает в среднем постоянное количество загрязнений (в граммах):

Взвешенные вещества… 65

БПК5 осветленной жидкости… 35

БПК20 осветленной жидкости… 40

Азот аммонийных солей, N… 8

Фосфаты, P2O5… 1,7

Хлориды, Cl… 9

Хозяйственно — бытовые воды без примеси промышленных в настоящее время практически отсутствуют. Исключение составляют сточные воды некоторых курортных поселков, но и в них поступают стоки от гаражей, содержащие нефтепродукты и другие загрязнения, характерные для производственных сточных вод.

Особенность бытовых и, следовательно, городских сточных вод состоит в том, что в них содержится много микроорганизмов, среди которых могут присутствовать патогенные бактерии, возбудители кишечных инфекций. Бактерии составляют значительную часть органического вещества бытовых сточных вод. В 1 мл сточной жидкости миллионы и десятки миллионов бактерий. Хозяйственно — бытовые сточные воды также содержат большое количество яиц гельминтов.

Многочисленные данные показывают, что грубодисперсные вещества от общей массы загрязнений в среднем составляют 35,4%, коллоиды — 14,3%, растворенные вещества — 50,3%. Органических веществ в сточных водах содержится 53,7%, минеральных — 46,3%. Принято считать, что в бытовых сточных водах органические вещества составляют 58%, а минеральные — 42%.

Очистка сточных вод поселка городского типа представляет собой совокупность различных методов, представляющих последовательно очистить воду от крупных примесей (бумаги, тряпья, кухонных отбросов), тяжелых примесей (песка, шлака), коллоидных и растворенных органических загрязнений и обезвредить ее от патогенной микрофлоры.

Загрязнения, от которых последовательно освобождается вода, аккумулируются в виде сгущенных суспензий (осадков сточных вод) и также подвергаются обработке, цель которой обезвредить осадки в санитарном и эпидемиологическом отношении. После обработки осадки могут применяться в сельском хозяйстве в качестве удобрений, или утилизироваться какими-либо иным способами. Наиболее целесообразным следует считать использование обезвреженных осадков в сельском хозяйстве; этим обеспечивается замкнутый круговорот веществ в природе и поддерживается общее равновесие в биосфере [3].

Весь комплекс сооружений очистки сточной воды можно разделить на пять групп:

1) механической очистки;

2) биологической очистки;

3) доочистки воды;

4) дезинфекция воды;

5) обработка осадков.

2. Методы очистки сточных вод

2. 1 Способы и сооружения механической очистки сточных вод

В городских сточных водах содержится большое количество нерастворимых и малорастворимых веществ с размером частиц более 0,1 мкм, которые образуют с водой дисперсные системы — суспензии и эмульсии. Такие системы являются кинетически неустойчивыми и в определенных условиях способны разрушаться — выпадать в осадок или всплывать на поверхность воды.

Механическая очистка — это выделение из сточных вод находящихся в них нерастворенных грубодисперсных примесей, имеющих минеральную и органическую природу. Для этого применяются следующие методы:

процеживание — задержание наиболее крупных загрязнений и частично взвешенных веществ на решетках и ситах;

отстаивание — выделение из сточных вод взвешенных веществ под действием силы тяжести на песколовках (для выделения минеральных примесей), отстойниках (для задержания более мелких оседающих и всплывающих примесей), а также нефтеловушках, масло- и смолоуловителях. Разновидностью этого метода является центробежное отстаивание, используемое в гидроциклонах и центрифугах;

фтътрование — задержание очень мелкой суспензии во взвешенном состоянии на сетчатых и зернистых фильтрах;

При неравномерном образовании производственных сточных вод перед подачей на очистные сооружения их усредняют по расходу и концентрации в усреднителях различной конструкции.

Метод отстаивания вместе со сбраживанием осадков используется в комбинированных сооружениях для очистки небольших количеств сточной воды -септиках, двухъярусных отстойниках и осветлителях-перегнивателях.

В настоящее время как самостоятельный метод механическую очистку применяют редко. Такая возможность существует, если при использовании только механической очистки по условиям сброса в водоем обеспечивается необходимое качество воды (для производственных сточных вод — повторный возврат в технологический процесс).

В основном же механическую очистку используют как предварительный этап перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков. [1]

2. 2 Биологическая очистка сточных вод

Процесс биологической очистки основан на способности микроорганизмов использовать растворенные органические вещества сточных вод для питания в процессе жизнедеятельности. Часть органических веществ превращается в воду, диоксид углерода, нитрит- и сульфат-ионы, часть идет на образование биомассы.

Сооружения биологической очистки можно условно разделить на 2 вида:

с очисткой в условиях, близких к естественным;

с очисткой в искусственно созданных условиях.

К первому виду относятся поля фильтрации и орошения (земельные участки, в которых очистка происходит за счет фильтрации через слой грунта), а так же биологические пруды (неглубокие водоемы, в которых происходит очистка, основанная на самоочищении водоемов).

Второй вид составляют такие сооружения, как биофильтры и аэротенки. В данной курсовой рассматриваются биологические фильтры. Биофильтр — резервуар с фильтрующим материалом, поверхность которого покрыта биологической пленкой (колония микроорганизмов, способных сорбировать и окислять органические вещества из сточных вод).

Биологическая очистка является основным методом обработки городских сточных вод. Существуют аэробные и анаэробные методы биологической очистки сточных вод. При аэробной очистке микроорганизмы культивируются в активном иле и биопленке.

Биопленка растет на наполнителе биофильтра и имеет вид слизистых образований толщиной 1 — 2 мм. Видовой состав биопленки более разнообразен, чем активного ила. Биопленка состоит из бактерий, грибов, дрожжей, личинок насекомых, червей и других организмов. В 1 м³ биопленки содержится 1*1012 бактерий. [2]

3. Подбор и расчет оборудования для очистки бытовых стоков

3. 1 Расчет параметров городских стоков

Расход городских сточных вод равен:

Qcрсут=qn=270*30 000*10−3=8100 м3/сут,

где q=270л/чел*сут — норма водоотведения на человека в сутки;

n=30 000 чел — количество жителей.

Найдем показатели ЗВ:

2. 1) в соответствии со СНиП 20 403−85 удельный показатель образования по БПКполн равен gБПК=75г/чел*сут;

2. 2) в соответствии со СНиП 20 403−85 удельный показатель образования по взвешенным веществам равен gВВ=65г/чел*сут;

2. 3) концентрация БПКполн в бытовых стоках равна:

2. 4) концентрация взвешенных веществ в бытовых стоках равна:

в соответствии со СНиП 20 403−85 часовой коэффициент неравномерности подачи городских сточных вод при секундном расходе Кmax=1,6.

3. 2 Решетки

Крупноразмерные отбросы, содержащиеся в сточных водах (остатки пищи, бумага, тряпки, упаковочные материалы и др.), в процессе транспортирования по сетям адсорбируют значительное количество жира, органических соединений и песка. Образуются многокомпонентные органоминеральные составляющие, которые способны значительно осложнить работы песколовок, отстойников, трубопроводов и сооружений по стабилизации осадка. Количество таких крупноразмерных загрязнений, вносимых от одного жителя за сутки, составляет примерно 20 г. [3]

Решетки применяются для задержания из городских сточных вод крупных и волокнистых материалов и являются сооружениями предварительной очистки. Основным элементом решеток является рама с рядом металлических стержней, расположенных параллельно друг другу и создающих плоскость с прозорами, через которую процеживается вода. Для устройства решеток применяют стержни прямоугольной, прямоугольной с закругленной частью, круглой и другой форм (рис. 3. 1).

Рис. 3.1 — Профили стержней

Стержни прямоугольной формы применяют чаще других. Толщина стрежней обычно равна 6−10 мм, ширина прозоров между стержнями обычно принимается равной 16 мм. Решетки с прозорами шириной более 16 мм применяются в насосных станциях и на очистных сооружениях дождевых стоков.

Для решеток новых конструкций отечественного и зарубежного производства толщина стержней (пластин) составляет 3−10 мм, ширина прозоров 3−16 мм.

Решетки устанавливаются в расширенных каналах, называемых камерами. Движение воды происходит самотеком. Решетки подразделяются на вертикальные и наклонные, а также на подвижные и неподвижные (см. рис. 3. 2).

Рис. 3.2 — Решетка с ручной очисткой

Решетки очищаются граблями. Для удобства съема загрязнений решетки часто устанавливают под углом к горизонту а=60−70° (рис. 2. 2). При большом количестве улавливаемых отбросов (более 0,1 м3/сут) их удаление и подъем из воды механизируется (рис. 3. 3).

Рис. 3.3 — Решетка с механическими граблями: 1-решетка; 2-бесконечная цепь; 3-грабли; 4- конвейер

Размер решеток определяется из условия обеспечения в прозорах решеток оптимальной скорости 0,8−1,0 м/с при максимальном расходе сточных вод. При большей скорости уловленные загрязнения «продавливаются» через решетки. При меньшей скорости в уширенной части канала перед решеткой начинают выпадать в осадок крупные фракции песка.

Исходя из общей ширины решеток, подбирается необходимое количество рабочих решеток, дополнительно устанавливают 1−2 резервные решетки и предусматривают обводной канал для пропуска воды в случае аварийного засора решеток.

Решетки размещают в отапливаемых и вентилируемых помещениях. В месте установки на дне камеры выполняется уступ, равный величине потерь напора в решетке hp (рис. 2. 1). Между решетками для их обслуживания предусматривают проходы шириной не менее 1,2 м — для механических решеток. [1]

В соответствии со СНиП 20 403−85 установим 2 решетки механизированными граблями и с прозорами шириной выше 20 мм. Отбросы с решеток допускается собирать в контейнеры с герметически закрывающимися крышками и вывозить в места обработки твердых бытовых и промышленных отходов.

3.2. 1 Расчет решеток

Перед решетками устанавливаем приемный колодец, площадь живого сечения которого равна:

Sжив. сеч = 8100/24=337,5 м3/час;

Расчет сточных вод: q=8100 м3/сут = 337,5 м3/час;

Число прозоров решетки: n= (q*Kст)/(b*h*Vp) =(337,5*1)/(16*2*1)= 10;

Ширина решетки: В=2100мм;

Толщина фильтрующих пластин =10мм;

Мощность электродвигателя =1,5 кВт;

Ширина фильтрующей части = 810 мм;

Высота от дна = 4500 мм;

Длина = 2600 мм;

Высота выгрузки от поля =900мм;

Максимальная глубина канала = 3000 мм;

Ширина прозоров = 16 мм;

Максимальный уровень воды перед решеткой =2000мм; [4]

3. 3 Песколовки

Для предварительного выделения из сточных вод нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.) под действием силы тяжести применяются песколовки. Песколовки предусматриваются в составе очистных сооружений при производительности свыше 100 м3/сут. Количество песколовок или отделений должно быть не менее двух, причем все — рабочие. [3]

В данной курсовой работе рассматриваются горизонтальные песколовки, которые представляют собой удлиненные в плане сооружения с прямоугольным поперечным сечением (рис. 2. 1). Важнейшими элементами песколовки являются: входной и выходной каналы; бункер для сбора осадка, располагаемый в начале песколовки. Кроме этого, в песколовке имеются механизм для перемещения осадка в бункер и гидроэлеватор для удаления песка. Механизмы применяются двух типов: цепные и тележечные. Цепные механизмы состоят их двух бесконечных цепей, расположенных по краям песколовки, с закрепленными на них скребками (рис. 2. 1). Механизмы тележечного типа состоят из тележки, перемещаемой над песколовкой по рельсам вперед и назад, на которой подвешивается скребок.

Кроме механизмов, для перемещения осадка применяются гидромеханические системы, которые представляют собой смывные трубопроводы со спрысками, уложенными вдоль днища в лотках.

Рис. 3.4 — Горизонтальная песколовка: 1 — цепной скребковый механизм; 2 — гидроэлеватор; 3 — бункер

Оптимальная скорость движения воды в горизонтальных песколовках v = 0,15−0,3 м/с, гидравлическая крупность задерживаемого песка u0 = 18−24мм/с.

Горизонтальные песколовки применяют при расходах стоков свыше 10 000 м /сут. [1]

3.3. 1 Расчет песколовок

1) согласно СНиП 20 403−85 рабочая длина песколовки, Н1=0,6 м, а гидравлическая крупность задерживаемых частиц, u0=18,7 мм/с (из условия, что песколовка горизонтальная)

Среднесуточный расход городских сточных вод Qcрсут=8100 м3/сут.

2) найдем средний секундный расход на очистную станцию:

qсрсек= Qcрсут/86 400=0,094 м3/с

3) учитывая часовой коэффициент неравномерности подачи сточных вод kmax=1. 6, найдем расчетный расход:

qmax=kmax qсрсек=1. 68*0. 094=0. 16 м3/с.

установим 2 отделения песколовок.

5) определим площадь живого сечения каждого отделения по формуле:

, где

qmax=0. 15 м3/с — расчетный расход сточных вод;

n=2 — количество отделений песколовки;

=0.3 м/с — скорость течения сточных вод при максимальном притоке.

6) определим глубину проточной части при Н1=0,6 м:

, где

=0,25 м2 — площадь живого сечения каждого отделения песколовки.

7) принимаем ширину отделения песколовки В=0,5 м, тогда глубина проточной части песколовки будет равна:

.

8) в соответствии со СНиП 20 403−85 рабочая длина песколовки, L, равна:

, где

К=1,7 — коэффициент, принимаемый из условия, что песколовка горизонтальная;

u0=0. 0187 м/с — гидравлическая крупность задерживаемых частиц.

9) длина пескового приямка lпр=3м, тогда длина пескового лотка песколовки равна:

l = L- lпр=15−3=12м.

10) ширина пескового лотка bпр=0,5 м;

11) расход производственной воды, qпр, л/с, при гидромеханическом удалении песка (гидросмывом с помощью трубопровода со спрысками, укладываемого в песковой лоток):

,

где =0,0065 м/с — восходящая скорость смывной воды в лотке;

l =11м — длина пескового лотка, равная длине песколовки за вычетом длины пескового приямка.

12) суммарный расход воды на гидросмыв равен:

.

13) суточный объем песка, равен:

,

где Р = 0,02- суточное накопление осадка, задерживаемого в песколовках для городских хозяйственно бытовых сточных вод при влажности осадка Woc=60%, плотности осадка.

Nпр=30 000чел — число жителей.

В итоге выгрузка осадка происходит 1 раз в сутки.

14) общая суточная масса осадка, равна:

.

15) при поступлении в бункер 30% осадка и расположении остального осадка по всему днищу песколовки высота слоя в каждом отделении, ho, м равна:

16) концентрация взвешенных веществ на выходе из песколовок, при эффективности очистки Э=10% равна:

где — концентрация взвешенных веществ на входе в песколовку. [4]

3. 4 Первичный отстойник

Отстаивание является самым простым, наименее трудоемким и дешевым методом выделения из сточной воды грубодиспергированных примесей, плотность которых отличается от плотности воды. Под действием силы тяжести загрязнения оседают на дно или всплывают на поверхность.

В качестве первичного отстойника принимаем радиальный отстойник.

Он имеет круглую в плане форму резервуаров, в которых сточная вода подается в центр отстойника и движется радиально от центра к периферии (см. рис. 3. 5). Скорость изменяется от максимума в центре до минимального значения на периферии. Выпавший осадок перемещается в иловый приямок скребками, расположенными на вращающейся ферме. Частота вращения фермы с илоскребами составляет 2−3 ч.

Рис. 3.5 — Радиальный первичный отстойник: 1 — подача сточной воды; 2 — сборный лоток; 3 — отстойная зона; 4 — иловый приямок; 5 — скребковый механизм; б — удаление осадка

Диаметр типовых радиальных отстойников составляет 18−50 м. Они используются на очистных станциях производительностью свыше 20 тыс. м /сут. Эффект осветления достигает 50−60%. К достоинствам радиальных отстойников относится простота эксплуатации и низкая удельная материалоемкость, к недостаткам — уменьшение коэффициента объемного использования из-за высоких градиентов скорости в центральной части. [1]

3.4. 1 Расчет первичного отстойника

Высота слоя загрузки Н1=500мм=0,5 м;

коэффициент использования объема для радиальных отстойников К=0,45.

найдем время отстаивания при методом интерполяции при эффективности осветления Э=60% (при t1=7200 сек; при t2=3600 сек.):

4) степень n2 (по рис. 3. 6)

Рис. 3.6 — Зависимость показателя степени n2 от исходной концентрации взвешенных веществ в городских и производственных сточных водах при эффекте отстаивания

1 — Э = 50%; 2 — Э =60%; 3 — Э =70%;

В соответствии с рисунком 1 при n2=0. 35.

5) в соответствии с типоразмерами радиальных отстойников примем глубину проточной части Нр=3,4 м.

6) найдем гидравлическую крупность оседающих частиц uo, мм/с, по формуле:

сток хлорирование очистка

7) произведем пересчет гидравлической крупности с учетом температуры сточных вод tсв=14 0С при динамической вязкости

,

8) определим вертикальную турбулентную составляющую в предположении, что скорость оседания частиц

9) установим 2 радиальных отстойника (N=2)

10) находим расчетный объем:

11) определяем площадь одного отделения отстойника

12) диаметр каждого отстойника должен быть не менее:

== 19 м.

13) следовательно, выбираем 2 типовых радиальных отстойника D=19м, Нр=3,4 м.

14) теоретическое время осветления сточной воды, t, ч, равно:

,

где V- объем отстойника, м3.

15) масса уловленного осадка равна, Gсух, т/сут:

,

где Q=13 608 м3/сут — максимальный среднесуточный расход сточных вод с учетом часового коэффициента неравномерности подачи сточных вод в коллектор;

Э=0,60 — эффективность очистки;

=217 мг/л — концентрация взвешенных веществ на входе в отстойник;

К=1,2 — коэффициент.

16) найдем плотность осадка, т/м3, образовавшегося в отстойнике:

, где

=3 т/м3-плотность твердых частиц, оседающих на дно отстойника;

=1 т/м3-плотность воды;

,

где W=98% - первоначальная влажность осадка.

17) найдем объем уловленного осадка,, при плотности осадка =1,01 т/м3

18) в соответствии со СНиП 20 403−85 высота накопления осадка у внешней стенки отстойника Н2=0,3 м и возвышение борта отстойника под кромкой сборно-кольцевого водослива Н3=0,5 м.

19) найдем общую высоту отстойника: Н=Н1+Н2+ Н3=4,2 м.

20) максимальный секундный расход СВ на 1 отстойник,

21) пусть скорость течения воды в трубопроводе, диаметр трубы (по ширине сборного устройства в лотках b=500мм). Уклон лотка i=0. 001.

22) найдем расход воды в конце каждого полукольца лотка,

23) критическая глубину воды в конце каждого полукольца при свободном сливе воды,

=0,055 м, где

g =9. 81м/с2- ускорение свободного падения.

24) производительность одного отстойника

,

где

К=0,45 — коэффициент использования объема для радиальных отстойников.

25) объем выпускаемого осадка из одного отстойника, из условия, что выгрузка осадка производится 1 раз в смену, равен:

, где n = 2- количество отстойников.

26) для обеспечения выпуска осадка за 1 час его расход,, должен быть не менее:

27) скорость движения осадка в трубопроводе должна быть не менее. Тогда диаметр трубопровода для отвода осадка, должен быть:

=0,074м=74мм

28) диаметр трубопровода для удаления осадка следует принимать не менее 200 мм. Следовательно, примем dос=200мм.

29) при скорости расход по трубопроводу будет равен:

30) концентрация взвешенных частиц на выходе из отстойников.

3. 5 Биологический фильтр

Биологический фильтр — это сооружение, в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал, который покрыт биологической пленкой (биопленкой), образованной колониями микроорганизмов. Биофильтр состоит из следующих частей (см. рис. 3. 7):

Рис. 3.7 — Разрез биофильтра: 1 — подача сточных вод; 2-водораспредельтельное устройство; 3-фильтрующая загрузка; 4- дренажное устройство; 5- очищенная сточная вода; 6- воздухораспределительное устройство

фильтрующей загрузки, помещенной в резервуар круглой или прямоугольной формы в плане (тело биофильтра);

водораспредельтельного устройства для равномерного орошения сточной водой поверхности загрузки;

дренажногоустройства для удаления профильтрованной жидкости;

воздухораспределительного устройства для поступления воздуха внутрь биофильтра.

Проходя через загрузку биофильтра, загрязненная вода оставляет в ней нерастворенные примеси, не осевшие в первичных отстойниках, а также коллоидные и органические вещества, сорбируемые биопленкой.

Часть органики микроорганизмы используют на увеличение своей биомассы, поэтому масса активной биопленки все время увеличивается. Отработанная и омертвевшая биопленка смывается сточной водой и выносится из тела биофильтра, после чего отделяется от очищенной воды во вторичных отстойниках. Необходимый кислород может поступать в толщу загрузки естественной и искусственной вентиляцией.

Принимаем биофильтры с плоскостной загрузкой, которые подразделяются на следующие:

с жесткой засыпной загрузкой (керамические, пластмассовые или металлические насыпные элементы);

с жесткой блочной загрузкой (гофрированные или плоские листы или пространственные элементы);

с мягкой или рулонной загрузкой, выполненной из металлических или пластмассовых сеток, синтетических тканей, которые крепят на каркасах или укладывают в рулонах;

погружные биофильтры, состоящие из пакета дисков, насаженных на горизонтальную ось вращения.

Биофильтры с плоскостной загрузкой позволили преодолеть многие недостатки, присущие биофильтрам: неиндустриальность строительства, малую пропускную способность, ненадежность работы при перегрузках, отсутствие загрузочного материала и другое. Предпочтение биофильтрам с плоскостной загрузкой следует отдавать в районах с тяжелыми грунтовыми условиями, сейсмичных районах, при наличии дешевых местных материалов и дефиците электроэнергии. Такие биофильтры компактны, имеют малую энергоемкость, надежны в эксплуатации, не подвержены заилению. Кроме того, они имеют высокую индустриальность строительства, включая заводское изготовление всего комплекса сооружений небольшой мощности. В качестве загрузки используются блочные, засыпные и рулонные материалы из пластических масс, металла, асбестоцемента, керамики, стекла, дерева, тканей и др. Биофильтры имеют круглую, прямоугольную и восьмигранную форму в плане. В данной курсовой работе принимаем биофильтр круглой формы с жесткой засыпной загрузкой. Высота загрузочного слоя 3−8 м, плотность загрузки 10−250 кг/м3, удельная площадь поверхности 60−250 м2/м3. Гидравлическая нагрузка на 1 м³ объема биофильтра в сутки составляет 6−18м3.

3.5. 1 Расчет биологического фильтра

суточный расход Qw= 8100 м3/сут;

БПК полн поступающей сточной воды Len =278 мг/л;

БПК полн очищенной сточной воды Lex = 30мг/л;

Температура сточной воды Tw= 14oC;

Выбираем жесткую засыпную (пластмассовую) загрузку: блоки из поливинилхлорида. Определяем эффект очистки в биофильтрах по БПК полн:

Э = 100 * (Len — Lex)/ Len = 100*(278 — 30)/278 = 89%;

Принимаем высоту загрузки биофильтра Нpf= 3 м, гидравлическая нагрузка qpf = 18 м3/(м3*сут);

Необходимый объем загрузочного материала:

Vpf = Qw/ qpf = 8100/18=450 м3;

Площадь биофильтров:

Fpf= Vpf/ Нpf= 450/3= 150 м²;

Принимаем 2 биофильтра (npf = 2) круглой формы в плане и рассчитываем их диаметр:

D =

Назначаем диаметр биофильтров D= 9,7 м и размещаем их в отапливаемом помещении.

3. 6 Вторичный отстойник

Вторичные отстойники располагаются в технологической схеме после сооружений биологической очистки в искусственно созданных условиях (аэро-тенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы, биотенки и др.) и служат для выделения активного ила или отмершей биопленки из очищенной сточной воды.

Эффективность осветления во вторичных отстойниках определяет общий эффект очистки воды и эффективность работы всего комплекса очистных сооружений биологической очистки.

Для очистных сооружений небольшой производительности (до 20 тыс. м /сут) применяются вертикальные вторичные отстойники, для очистных станций средней и большой пропускной способности (более 15 тыс. м3/сут) — горизонтальные и радиальные. В ходе выполнения курсовой работы принимается радиальный отстойник.

К достоинствам этого типа отстойников относят удобство удаления осевшего ила и биопленка под гидростатическим давлением, компактность их расположения и простота конструкции. Основными недостатками является большая глубина и возможность развития анаэробных процессов в осевшем активном иле.

Вторичный радиальный отстойник показан на рис. 5.1.

Биологическая пленка подводится к центральному распределительному устройству — коническому раструбу внутри металлического цилиндра. Осветленная вода собирается в кольцевой желоб по периметру отстойника. Биопленка удаляется самотеком под гидростатическим давлением через щели (сосуны) подвижного илососа в иловую камеру с регулируемым водосливом. Недостаток этих отстойников заключается в сложности эксплуатации скребковых механизмов.

Рис. 3.8 — Вторичный радиальный отстойник: 1 — подача иловой смеси; 2 — сборный лоток очищенной воды; 3 — удаление активного ила; 4 — илосос; 5 — распределительный кожух

Существуют модификации радиальных отстойников, в которых используется принцип низкоградиентного перемешивания и усовершенствованный илосос, что позволяет достичь снижения содержания взвешенных веществ в осветленной воде и повышения концентрации биопленки.

4. Хлорирование бытовых стоков

Обеззараживание воды хлором — дезинфекция — устранение из воды болезнетворных и иных микроорганизмов и вирусов, из-за наличия которых вода становится непригодной для питья, хозяйственных нужд или промышленных целей, хлором или хлорсодержащими реагентами. В качестве хлорреагентов используют в основном жидкий хлор, хлорную известь, гипохлориты, диоксид хлора. Растворимость хлора в воде зависит от температуры и давления. При атмосферном давлении и температуре 14 0С в 1 литре растворяется около 3 литров газообразного хлора (9,65 г). Хлорноватистая кислота обладает наибольшим бактерицидным действием, в связи с чем хлор в кислой среде более эффективен, чем в щелочной.

Установки для приготовления и дозирования растворов, содержащих активный хлор, бывают нескольких типов. В установках с использованием жидкого хлора последовательно осуществляются испарение хлора, его механическая очистка, дозирование и растворение в воде с образованием хлорной воды. Жидкий хлор поступает на очистные сооружения в стальных баллонах вместимостью 40−50 литров при давлении 10 МПа или стальных контейнерах вместимостью 400−800 литров при давлении 1,5 МПа.

В установках по обеззараживанию воды хлором, хлорной известью или порошкообразным гипохлоритом вначале также приготовляется хлорная вода определенной концентрации, затем она подается в обрабатываемую воду. Для приготовления хлорной воды используют два бака: растворный и расходный. В растворном баке приготовляют тестообразную массу реагента, перепускают ее в расходный бак, разбавляют до концентрации 1 — 2% по активному хлору, дают отстояться и сливают в дозировочный бачок, из которого вводят раствор в узел обеззараживания где производится обработка воды. 5]

5. Принципиальная схема очистки бытовых стоков

Рис. 5. 1

Заключение

В ходе курсовой работы была представлена функциональная и принципиальная схемы очистки бытовых стоков, исходя из исходных загрязняющих веществ и их концентраций в сточных водах, которая включает блоки очистки: механическую, биологическую, доочистку во вторичном радиальном отстойнике и обработке сточных вод в узле обеззараживания с добавлением реагента — хлора. Рассмотрена механическая и биологическая очистка городских хозяйственно-бытовых сточных вод с числом жителей 30 000 человек. Задана проектная производительность 8100 м3/сутки.

Исходя из состава и расхода бытовых сточных вод, с учетом необходимой степени очистки выполнен расчет основных технологических параметров очистных сооружений: решетки, песколовки, первичного отстойника и биологического фильтра. Предложен первичный радиальный отстойник, так как он имеет низкую удельную материалоемкость и прост в эксплуатации. Эффективность осветления составляет 60%. Исходя из надежности в эксплуатации, компактности и малой энергоемкости был принят биологический фильтр с плоскостной (жесткой засыпной) загрузкой, где загрузочным материалом являются блоки из поливинилхлорида. Эффект очистки в данном биофильтре составил 89%.

Таким образом, можно сделать вывод, что схема очистки городских бытовых стоков технологична, имеет высокую эффективность очистки сточных вод от механических примесей и биологической пленки.

Список используемой литературы

1. Гудков А. Г. Механическая очистка сточных вод: Учебное пособие. — Вологда: ВоГТУ, 2003. — 152 с.

2. Гудков А. Г. Биологическая очистка городских сточных вод: Учебное пособие. — Вологда: ВоГТУ, 2002. — 127 с.

3. Воронов Ю. В., Яковлев С. В. Водоотведение и очистка сточных вод / Учебник для вузов: — М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006 — 704 с.

4. Канализация. Наружные сети и сооружения. СНиП 2. 04. 03 — 85.

5. http: //www. bibliotekar. ru/ Инженерное оборудование зданий и сооружений.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой