Сооружения механической очистки сточных вод

При механической очистке из сточной воды удаляются загрязнения, находящиеся в ней главным образом в нерастворенном и частично коллоидном состоянии, к сооружениям механической очистки относятся: решетки, песколовки, первичные отстойники, а также септики.

6.1.1 Решетки

Решетки предназначены для улавливания из сточных вод крупных нерастворенных загрязнений. Они выполняются из круглых, прямоугольных или иной формы металлических стержней. Позоры между стержнями решетки обычно принимаются в=0, 016 м.

При расчете решетки обычно общее прозоров n, шт., определяют по формуле:

прозор.

где qmax – max расход сточных вод

b – ширина прозора между стержнями решетки, м

hmax – max глубина воды в канале перед решеткой, м

Vр – средняя скорость воды в прозорах решетки принимается равной 0, 8÷ 1, 0 м/с для механизированных решеток

Кз- коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями, Кз = 1, 05

По [3] принимаем две рабочие решетки марки МГ9Т с числом прозоров nфакт =39 и одну резервную.

Потери напора в решетки могут быть определены по формуле:

Vmax – скорость воды в канале перед решеткой м/с, определяется по формуле:

N – число рабочих решеток

К – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в следствие засорения решетки К = 3, 0

ξ -коэффициент местного сопротивления решетки, определяется по формуле:

ξ = β (S/в)^4/3 sinα, где

β - коэффициент, зависящий от формулы поперечного сечения стержня решетки, принимается равным 2, 42 для прямоугольных стержней

S – толщина стержня – 0, 008м

а – угол наклона рещетки к горизонту а = 60^о- 80^о

ξ = 2, 42 (0, 008/ 0, 016) ^4/3 sin 60⁰ = 0, 083м

Количество уловленных решеткой загрязнений определяется по формуле:

W_р = а · N_пр взв/ (365 ·1000), где

а – количество отбросов на 1 человека в год, принимается в зависимости от размеров решетки по табл. 23[1] а= 8 л/год·чел

N _{пр взв}- производное число жителей по взвешенным веществам

W_р = 8 ·115693 / (365 · 1000) = 2, 53м³ /сут.

После подбора и расчета решетки необходимо сделать ее проверку по скорости на пропуск min расхода. Минимальная скорость должна быть не менее 0, 4 м/с.

,

q_min – min расход сточных вод, м³/с

h_min – min уровень воды в канале перед решеткой, м

Скорость движения воды в прозорах решетки должна быть 0, 8 ÷ 1, 0 м/с

где n_факт – фактическое количество прозоров в решетке:

Обе скорости удовлетворяют требованиям.

6.1.2 Песколовки.

Песколовки предназначены для улавливания из сточных вод песка и других минеральных нерастворенных загрязнений. Они бывают горизонтальные, в которых вода движется в горизонтальном направлении с прямолинейным или круговым движением воды, вертикальные, где вода движется вертикально вверх, и песколовки с винтовым движением, тангенциальные и аэрируемые.

Песколовки рассчитывают на задержание песка крупностью 0, 2 мм и более.

Рекомендуемые скорости и другие параметры приведены в табл. 27 и 28 [1].

Горизонтальные песколовки

Длина песколовки Ls определяется по формуле:

Нs – расчетная глубина песколовки, м принимается по табл. 28 [1] Нs =0, 552

Vs – движения сточных вод при mаx притоке, принимается по табл.28 [1] Vs =0, 3

U_о - гидравлическая крупность песка, U_о = 18, 7 ÷ 24, 2 м/с;

Кs - коэффициент, принимаемый по табл..27 [1] в зависимости от диаметра песка d = 0, 2 мм Кs = 1, 7.

Определяем площадь ω, м², живого сечения отделений песколовки:

При рабочей глубине песколовки Hs = 1 м ее ширина может быть определена

по формуле:

Число песколовок надлежит принимать не менее двух, причем все песколовки должны быть рабочими. Ширина одного отделения b = 1м, получаем 4 отделения песколовки, общая ширина которой составит:

В_обш = b · n_отд = 1 · 4 = 4 м.

Площадь песколовки равна

F = Ls · В_обш = 15 · 4 = 60 м².

Количество собираемого песколовкой осадка W_{ос, м}³, определяется по формуле

где Р – количество песка, задерживаемого в песколовках, принимается согласно

п.6.31[1] Р= 0, 02 л/(чел·сут);

t – продолжительность периода между чистками, принимается согласно п.6.32 [1] t = 2сут.

Тогда высота осадочной части h_ос, м, определяется по формуле:

h_ос = W_ос/F = 4, 6/60 = 0, 076 м

Проверка песколовки ведется по определению скоростей при пропуске min расхода, при этом:

Согласно [1], min скорость движения воды в песколовке должна быть более 0, 15 м/с

6.1.3. Водоизмеритель.

Рисунок 5. Водоизмеритель типа «лоток Паршаля»

1 – подводящий лоток; 2 – переход; 3 – подводящий раструб; 4 – горловина; 5 – отводящий раструб; 6 – отводящий лоток;

Такой водоизмеритель состоит из подводящего раструба, горловины и отводящего раструба. В результате сужения сечения и резкого изменения уклона дна в отводящем раструбе образуется гидравлический прыжок, в котором происходит интенсивное перемешивание потока

Принимаем лоток пропускной способностью 32000 – 80000 м³ /сут.

Водоизмеритель рассчитан на вместимость максимального расхода сточных вод в течении 10-15 секунд. Конфигурация водоизмерителя и глубина слоя жидкости зависит от местных условий и характеристики воздуходувного оборудования.

6.1.4. Первичные отстойники

Отстойники применяют для предварительной очистки сточных вод. В них происходит выделение из сточных вод грубодисперсных примесей, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. По конструктивным признакам отстойники подразделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные.

Количество первичных отстойников принимается не менее двух [1.п. 6.58]. При минимальном числе отстойников их расчетный объем необходимо увеличивать в 1, 2÷ 1, 3 раза.

Горизонтальные отстойники.

Горизонтальный отстойник представляет собой резервуар, прямоугольный в плане, состоящий из нескольких отделений.

При расчете горизонтальных отстойников определяют размеры проточной и осадочной частей. Необходимый расчетный эффект осветления Э, %, определяются по формуле:

, где

Сen – концентрация взвешенных веществ в исходной воде, мг/л.

Сех – допустимая концентрация взвешенных веществ на сооружениях биологической очистки, принимается 100÷ 150 мг/л.

Т.к. значение расчетного эффекта осветления более 60% применять преаэратор для улучшения работы первичных отстойников.

Расчетное значение гидравлической крупности Uо, мм/с, соответствующее полученному эффекту осветления определяется по формуле:

, где

H_set – глубина проточной части в отстойнике, принимается по табл. 31 [1], H_set = 1, 5 ÷ 4 м;

К_set – коэффициент использования объема проточной части отстойника, принимается по табл. 31[1], для горизонтальных отстойников Кset= 0, 5.

T_w=16, 95˚ C

t_set – продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое воды h₁ = 500мм, определяют по табл.30 [1]:

t_set= f(Э, С_en), для Э= 60, 9% С_en = 384мг/л, t_set =2844 с

n₂= f(Э, Сen), n₂=0, 23.

Параметры типовых отстойников принимаются по [4]:

В_set = 6, 0м, H_set = 24 м, L_set = 3, 15м.

Тогда гидравлическая крупность равна:

.

Определяем скорость движения воды V_w, мм/с, в отстойнике:

Согласно табл.31 [1], скорость рабочего потока в отстойнике должна быть 5÷ 10 мм/с.

Производительность одного отстойника q_set, м³ /ч, определяется по формуле:

.

Определяем количество отстойников N, шт:

Общая ширина отстойников В, м:

В_общ = Вset · N = 6 · 6= 36 м.

Проверка расчета и подбора отстойников

1) Определяем фактический расход q_факт одного отстойника:

2) Фактическая гидравлическая крупность U_о._факт. будет равна:

3) Фактическая продолжительность отстаивания t_факт:

Время отстаивания Т рассчитывается по формуле:

,

где W_set – объем отстойника, который определяется по формуле:

Объем осадка, W_ос, м³, улавливаемого в первичных отстойниках, определяется по формуле:

,

где ρ _ос – влажность осадка, принимаем, ρ _ос =95%,

γ _ос – объемный вес осадка, принимаем γ ос =1,

Объем иловой камеры определяют по формуле:

где

t = 2 сут. – время хранения осадка, принимается по п.6.66[1].