В.Г. Иванов и др. 4 страница

Рис. 9. Схема иловых площадок на естественном основании

Расчет иловых площадок на естественном основании рекомендуется производить в следующей последовательности.

Первоначально устанавливают суточный объем сброженного осадка, поступающего на иловые площадки W _сбр, м³/сут. При двухъярусных отстойниках W _сбр подсчитывается по формулам (43) или (44), а при осветлителях-перегнивателях W _сбр = W _сут – по формулам (56) или (57).

Полезную площадь иловых площадок F _п, м², определяют по формуле

, (106)

где h – нагрузка осадка на иловые площадки; м³/м² в год; величина h в районах со среднегодовой температурой воздуха 3 – 6 ⁰С и среднегодовым количеством осадков до 500 мм приведена в таблице 12;

К – климатический коэффициент; величина К изменяется в зависимости от климатической зоны (от 0, 6 на севере до 1, 2 на юге РФ); К принимается по карте изолиний, приведенной в [16, рис. 5].

Площадь одной карты иловых площадок f _к, м², рекомендуется принимать равной площади единовременно заливаемой илом f _е, м², и определять по формуле

, (107)

где W _{сбр. ед} – объем ила, единовременно подаваемого на иловые площадки, м³. Из двухъярусных отстойников осадок подается на площадки обычно 1 раз в 10 суток, то есть W _{сбр. ед} = 10 W _сбр – формула (45); при осветлителях перегнивателях выгрузка осадка обычно производится ежесуточно, то есть W _{сбр. ед} = W _сут – формулы (56) или (57);

h _ед – высота слоя осадка подаваемого на площадки за один раз, м; h _ед = 0, 25 – 0, 3 м.

Потребное число карт иловых площадок n определяют по формуле

. (108)

Число карт следует принимать не менее четырех, то есть n ≥ 4 [16]. В тех случаях, когда получается большое количество карт малых размеров, по экономическим и техническим соображениям целесообразно принимать меньшее число карт большего размера (но не менее четырех), а площадь, единовременно заливаемую илом, ограждать на них переносными щитами.

Таблица 12

Нагрузка на иловые площадки h, м³/м² в год [16].

Далее определяют площадь площадок, необходимую под зимнее намораживание осадка F _{з. н}, м², по формуле

, (109)

где Т – продолжительность периода намораживания осадка на площадках в сутках; Т следует принимать равным числу дней со среднесуточной температурой воздуха ниже минус 10 ⁰С [16] либо по карте изолиний, приведенной [16, рис.5], либо по [17];

0, 75 – коэффициент, учитывающий зимнюю фильтрацию и вымораживание влаги;

h _н – высота слоя намораживания осадка на площадках, м; h _н = h _в – 0, 1; здесь h _в – высота земляного валика, ограждающего карты иловых площадок; h _в = 1 – 1, 3 м [16].

Площадь площадок, занятая под зимнее намораживание осадка, не должна превышать 80% от полезной, то есть F _{з. н} ≤ 0, 8 F _п; остальные 20% площади предназначаются для использования во время весеннего таяния намороженного на площадках осадка [16].

Размеры карт площадок, то есть ширину b и длину l, назначают, исходя из принятой площади карты f _к. Длина l, м, определяется по формуле

. (110)

Из условий удобства эксплуатации площадок ширину карт на малых очистных станциях при одностороннем напуске осадка назначают обычно не более b = 10 – 20 м, а на средних и больших станциях при двухстороннем напуске осадка – b = 40 – 50 м.

2.9.2 Иловые площадки-уплотнители

Площадки-уплотнители устраиваются рабочей глубиной h _р до 2 м в виде прямоугольных карт-резервуаров с водонепроницаемым днищем и стенками. Схема площадок-уплотнителей приведена на рисунке 10.

Полезную площадь площадок-уплотнителей F _п, м², определяют по формуле (106). Площадь одной карты площадок f _к. и размеры ее в плане, то есть ширину b и длину l, рекомендуется принимать из таблицы 13. Такие площадки устраиваются из сборных железобетонных унифицированных панелей высотой 2, 4 м, днище их монолитное. Потребное число карт площадок-уплотнителей n определяется по формуле (108); исходя из удобства компоновки площадок на территории станции, число карт площадок желательно принимать четным и не менее четырех, то есть n ≥ 4.

Рис.10. Схема иловых площадок-уплотнителей

Таблица 13

Основные размеры площадок-уплотнителей

2.10. Сооружения для обеззараживания сточных вод

Обеззараживание сточных вод наиболее часто производится жидким хлором. Для этой цели на очистной станции следует устраивать хлораторную, расходный склад хлора, смеситель и контактные резервуары. На станции с биофильтрами роль контактных резервуаров иногда могут выполнять вторичные отстойники.

2.10.1. Определение расхода хлора

Расход хлора G, потребный для дезинфекции сточных вод, следует определять, исходя из расчетной дозы активного хлора а и расхода сточных вод по формулам:

, (111)

, (112)

, (113)

. (114)

Здесь а – расчетная доза хлора; принимается: после механической очистки – 10 г/м³; после неполной биологической очистки – 5 г/м³; после полной биологической, физико-химической и глубокой очистки (доочистки) – 3 г/м³;

Q _ч – максимальный часовой расход сточных вод, поступающих на очистную станцию, м³/ч;

Q _сут – максимальный суточный расход сточных вод, поступающих на очистную станцию, м³/сут;

G _м – максимальный часовой расход хлора, кг/ч;

G _ср – среднечасовой расход хлора, кг/ч;

G _сут – суточный расход хлора, кг/сут;

G _мес – месячный расход хлора, кг/мес.

На практике для обеззараживания сточных вод предпочтение отдается жидкому хлору и гипохлориту натрия. Приготовление и дозирование раствора хлора обычно производится вакуумными хлораторами. Число хлораторов, установленных в хлораторной, должно быть не менее двух, один из которых резервный. Подбор хлораторов следует производить, исходя из максимального часового расхода хлора; при этом, должна учитываться возможность увеличения расчетной дозы хлора в 1, 5 раза [16]. Технические характеристики наиболее часто применяемых вакуумных хлораторов даны в таблице 14.

Таблица 14

Характеристики вакуумных хлораторов

Повышение в последние годы требований безопасности при транспортировании, хранении и применении жидкого хлора вызвало новый толчок в практическом использовании для дезинфекции сточных вод гипохлорита натрия. Гипохлорит натрия получается непосредственно на месте его потребления из обычной технической поваренной соли (NaCl) в специальных электролизных установках (аппаратах). Электролизные аппараты подразделяются на аппараты для прямого электролиза воды и аппараты для электролитического получения раствора гипохлорита натрия. Проектирование электролизных установок должно осуществляться в соответствии с [15]. Технические характеристики различных электролизеров ОАО НИИ Коммунального водоснабжения и очистки воды АКХ им. К.Д. Памфилова приведены в таблице 15.

Таблица 15

Характеристики электролизных установок [20]

Перспективным дезинфектантом для обеззараживания сточных вод является раствор электрохимически активированного анолита, получаемый непосредственно на месте его потребления по технологии СТЭЛ в серийно выпускаемых аппаратах. Его преимущества перед гипохлоритом натрия заключаются в большей эффективности обеззараживания при меньшем содержании активного хлора. При применении данного дезинфектанта указанная выше доза а по активному хлору может быть уменьшена в 1, 5 – 2 раза, что снижает концентрацию остаточного активного хлора (запрещенного к сбросу в водные объекты) в обеззараженной воде, а, следовательно, уменьшается производительность узла дехлорирования.

2.10.2. Смесители

Для смешения сточных вод с хлором на очистных станциях могут использоваться смесители любого типа.

Рис. 11. Схема смесителей: а – ершового; б – типа «лоток «Паршаля»»

Наиболее простым является ершовый смеситель, схема которого приведена на рисунке 11, а. Такие смесители применяются на станциях производительностью от 12 до 1400 м³/сут [22]. В зависимости от производительности ширина их b колеблется от 200 до 300 мм, длина L – от 3, 13 до 4, 02 м, высота – от 300 до 915 мм. Потери напора в ершовом смесителе составляют ∆ h = 0, 465 м.

Для расходов сточных вод более 1400 м³/сут применяют смесители типа «лоток Паршаля», схема которых приведена на рисунке 11, б. Основные размеры смесителей типа «лоток Паршаля» и потери напора в них могут быть приняты по таблице 16 [22].

Таблица 16

Основные размеры смесителей типа «лоток Паршаля»

и потери напора в них [22]

2.10.3. Контактные резервуары

Контактные резервуары предназначены для обеспечения контакта сточных вод с хлором, их следует проектировать как первичные отстойники без скребков [16]. В качестве контактных резервуаров обычно применяют либо горизонтальные отстойники без скребков, либо вертикальные отстойники. Число резервуаров принимается не менее двух, то есть n ≥ 2 [16]. Продолжительность контакта сточных вод с хлором надлежит принимать t = 0, 5 ч [16]. Схема горизонтального контактного резервуара приведена на рисунке 12 [16]. Расчет горизонтальных контактных резервуаров рекомендуется производить в следующей последовательности.

Рабочий объем контактных резервуаров W, м³, будет равен:

, (115)

где Q _ч – максимальный часовой расход сточных вод, поступающих на очистную станцию, м³/ч;

t – продолжительность контакта сточных вод с хлором, ч; t = 0, 5 ч.

Далее принимают глубину проточной части отстойников Н, м, (Н = 1, 5–4 м), ширину их В, м, [ В = (2–5) Н ], назначают число отстойников n (табл. 17) и определяют длину отстойника L, м, по формуле

. (116)

Объем осадка W _ос, м³, выпадающего в контактных резервуарах равен:

, (117)

где ω _ос – количество осадка, приходящегося на 1 чел в сутки; принимается после механической очистки – 1, 5 л на 1 м³ сточной воды при влажности 98%, а после биологической очистки в аэротенках или на биофильтрах – 0, 5 л на 1 м³ сточной воды [16];

– приведенное число жителей по БПК_полн.

Высота слоя осадка в контактном резервуаре h _ос, м, составит:

. (118)

Строительная высота контактного резервуара Н _стр, м, равна:

, (119)

где h _б – высота борта; обычно принимается h _б = 0, 3 м;

h _н – высота нейтрального слоя; принимается h _н = 0, 3 м.

Таблица 17

Размеры горизонтальных контактных резервуаров [20]

Рис. 12. Схема горизонтальных контактных резервуаров

2.10.4. Сооружения для дехлорирования обеззараженных сточных вод

В соответствии с современными требованиями сброс активного хлора в водные объекты не допускается. Поэтому в составе очистной станции должен быть предусмотрен узел дехлорирования.

Потребное для дехлорирования количество реагентов определяется по остаточному хлору, которое при указанных выше дозах обработки составляет для хлорсодержащих дезинфектантов около 1, 5 г/м³. В случае применения электрохимически активированного анолита концентрация остаточного хлора снижается в 1, 5 – 2 раза.

Среднечасовое количество реагента G _р, кг/ч, необходимого для дехлорирования определяется по формуле

, (120)

где в – доза реагента; г на 1 г хлора.

Вид реагента (табл. 18) выбирается в зависимости от производительности станции, количества реагента, его дефицитности и стоимости. Продолжительность контакта воды с реагентом обычно составляет не более 10 мин с учетом времени транспортирования очищенной воды до места выпуска в водный объект.

Перемешивание раствора реагента с водой и необходимое время контакта обеспечивается так же, как и в процессе хлорирования. Необходимые элементы реагентного хозяйства (затворные и растворные баки, устройства для хранения и дозирования реагентов) размещаются в блоке обеззараживания.

Таблица 18

Виды и доза реагентов для дехлорирования сточных вод

2.10.5. Обеззараживание ультрофиолетовым излучением

В связи с запрещением к сбросу в водные объекты сточных вод с содержанием остаточного хлора на практике начинают применять более дорогие в строительстве и эксплуатации установки для обеззараживания ультрофиолетовым облучением. Следует отметить, что эффективность обеззараживания ультрофиолетовым излучением существенно зависит от качества очищенной сточной воды и стабильности напряжения в электрической сети.

Установки подбирают по требуемой дозе облучения и производительности. Они могут быть напорными и безнапорными. Как показывает опыт, для станций очистки сточных вод более предпочтительны лотковые модули (табл. 19).

Таблица 19

Технические характеристики УФ-установок («НПО ЛИТ»)

Библиографический список

1. Дикаревский В.С., Якубчик П.П., Иванов В.Г., Петров Е.Г. Водоснабжение и водоотведение на железнодорожном транспорте./ Учебник для вузов ж.-д. трансп.– М.: Изд. Группа «Вариант», 1999. – 440 с

2. Дикаревский В.С., Иванов В.Г., Черников Н.А., Смирнов Ю.А. Очистка бытовых сточных вод: Учебное пособие. – СПб.: ПГУПС, 2005. – 157 с.

3. Дикаревский В.С., Караваев И.И, Краснянский И.И. Канализационные сооружения железнодорожного транспорта. М.: «Транспорт», 1973. – 211с.

4. Дикаревский В.С., Павлова Н.Н. Доочистка бытовых сточных вод: Методические указания – СПб.: ПГУПС, 1996. – 38 с.

5. Дикаревский В.С., Иванов В.Г., Черников Н.А. Обработка осадков сточных вод: Методические указания – СПб.: ПГУПС, 2001. – 35 с.

6. Дикаревский В.С., Иванов В.Г., Павлова Н.Н. Проектирование и расчет аэротенков: Методические указания – СПб.: ЛИИЖТ, 1991. – 31 с.

7. Дикаревский В.С., Иванов В.Г., Павлова Н.Н. Проектирование и расчет метантенков: Методические указания – СПб.: ПИИЖТ, 1992. – 15 с.

8. Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчета канализационных сооружений. – М.: Стройиздат, 1987. – 255 с.

9. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле Н.Н. Павловского./ Справочное пособие. – М.: Стройиздат, 1987. – 152 с.

10. Павлова Н.Н., Дикаревский В.С. Выбор метода очистки сточных вод: Методические указания – Л.: ЛИИЖТ, 1966. – 25 с.

11. Павлова Н.Н., Иванов В.Г. Примеры расчета распределительных лотков и трубопроводов на канализационных очистных станциях: Методические указания – Л.: ЛИИЖТ, 1988. – 33 с.

12. Павлова Н.Н., Иванов В.Г. Проектирование малых очистных канализационных сооружений: Методические указания – Л.: ПИИЖТ, 1970. – 25с.

13. Павлова Н.Н., Иванов В.Г. Расчет сооружений для очистки сточных вод: Методические указания – Л.: ПИИЖТ, 1978. – 46 с.

14. Павлова Н.Н., Дикаревский В.С. Решение генплана канализационной очистной станции и высотная установка очистных сооружений: Методические указания – Л.: ЛИИЖТ, 1968. – 16 с.

15. СНиП 2.04.02 – 84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.– М.: ГУПЦПП, 1998. – 128с.

16. СНиП 2.04.03 – 85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М.: ЦИТП, 1986. – 72 с.

17. СНиП 2.01.01 – 82. Строительная климатология и геофизика.– М.: Гос. Комитет СССР по делам строительства, 1983. – 320 с.

18. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Под ред. В.Н. Самохина. – Изд. 2-е. – М.: Стройиздат, 1981. – 639 с.

19. Федоров Н.Ф., Волков Л.Е. Гидравлический расчет канализационных сетей (расчетные таблицы). – Изд. 4-е. – Л.: Стройиздат, 1968. – 207 с.

20. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод./ Учебник для вузов. – Изд. 2-е. – М.: Изд. Ассоциации строительных вузов, 2002. – 703 с.

21. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Калицун В.И. Водоотведение и очистка сточных вод./ Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1996. – 591 с.

22. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Жуков А.И., Колобанов С.К. Канализация. М.: Стройиздат, 1975. – 632 с.

Приложение

Проект выполняется в соответствии с заданием, содержащим основные исходные данные. Проект должен состоять из расчетно-пояснительной записки на страницах формата А-4 и графической части (1, 5 листов чертежей формата А-1).

Расчетно-пояснительная записка должна содержать: исходные данные для проектирования, определение расчетных расходов сточных вод, поступающих на очистные сооружения, выбор состава очистных сооружений и технологической схемы очистной станции, определение количества и размеров сооружений, расчет высотной установки очистных сооружений, сметно-финансовые расчеты по устройству очистных сооружений водоотведения. Графическая часть проекта должна включать:

– генеральный план очистных сооружений с нанесением отдельных сооружений, соединительных трубопроводов и лотков, измерительной аппаратуры в масштабе 1: 1000;

– профили движения сточных вод и осадков по очистной станции с указанием отметок поверхности воды в сооружениях, дна трубопроводов и лотков в масштабе: горизонтальном 1: 1000–1: 500; вертикальном 1: 100–1: 50;

– детальная разработка одного из сооружений очистной станции в масштабе 1: 50 – 1: 25.

Основные данные для проектирования

Продолжение Приложения