Учебное пособие 1964

h1 – слой воды в лабораторном цилиндре, равен 500 мм; νtb – турбулентная составляющая, мм/с, принимается по табл. 28 или [1, табл. 32] в зависимости от скорости потока в отстойнике; υw = 5 – 7 мм/c;

n2 – показатель степени, определяемый по [1, черт. 2], n2= f(Cеn, Э).

Рис. 11. Расчётнаясхемавертикальногоотстойникасвпускомводычерезцентральнуютрубу

Таблица 27 Основные параметры типовых первичных железобетонных вертикальных

отстойников с впуском через центральную трубу

Примечание: м – монолитный; сб – сборный.

Таблица 28

υ - скорость восходящего потока, υ = 0,0007–0,001 м/с.

Осадок, задерживаемый в отстойнике, накапливается в конусной части днища. Максимальное время хранения осадка между чистками летом составит не более 6 ч, зимой – 8 ч. Но согласно СНиП [1, п. 6.66] при удалении осадка под гидростатическим давлением вместимость приямка надлежит предусматривать равной объёму осадка, который накапливается не более чем за двое суток.

Расчёт осадочной части отстойника

1.Определяется количество абсолютно сухого вещества осадка за время хранения

здесь Э – эффект задержания взвешенных веществ в долях ед.; Т – время хранения осадка между чистками, ч;

Q – максимальный расчётный расход, поступающий на очистку в час максимального притока, м3/ч.

где Вос – влажность осадка. Для вертикальных отстойников с удалением осадка

Если это условие не выполняется, т.е. Woc ≥ Wкон, то уменьшают время хранения осадка в отстойнике.

Расчёт горизонтальных (рис. 12) и радиальных отстойников [7, c.150 ]

Рис. 12. Расчётная схема горизонтального отстойника

43

Метод расчёта по СНиП 2.04.03-85

Производительность одного отстойника qset, м3/ч, следует определять исходя из заданных геометрических размеров сооружений (табл. 30, 31 и 32) и требуемого эффекта осветления сточных вод:

U0 – гидравлическая крупность задерживаемых частиц, мм/с. Определяется по формуле

здесь µлаб. и µфакт – вязкость воды при соответствующих температурах в лабораторных и фактических (производственных) условиях. Определяются по табл.33.

Ширина одного отстойника составит

где n – количество принятых горизонтальных отстойников, шт. Можно определить по формуле

При проектировании первичных отстойников необходимо стремиться к обеспечению высокой надёжности их работы. Поэтому целесообразно количество первичных отстойников принимать не менее трёх – четырёх и более, для того чтобы обеспечить минимальную перегрузку в случае аварии или отключения ёмкостей на ремонт.

Для радиальных отстойников диаметр определяется по формуле

Метод расчёта с применением коэффициентов объёмного использования и полезного действия – метод В.Д. Журавлева

Преимуществами этого метода являются:

1)учёт всех геометрических параметров;

2)учёт состава загрязнений сточных вод и температуры сточных вод;

3)применение величины коэффициента объёмного использования отстойной зоны по условиям фактического гидравлического процесса, протекающего в отстойной зоне;

4)учёт кинетики осаждения взвешенных веществ в действующих сооружениях, а не в состоянии покоя;

5)возможность определения требуемого фактического эффекта очистки в случае уменьшения количества рабочих отстойников.

Методика расчёта

1.Строится график кинетики осаждения взвешенных веществ в состоянии покоя при глубине слоя воды, равной глубине проектируемого от-

стойника:

где t – время, в минутах, по истечению которого определяется необходимый эффект очистки; tос – время, в минутах, по истечению которого находится эффект задержания оседающих веществ tос = 2 ч = 120 мин;

Эос – эффект оседающих веществ за время, равное 120 мин. Зависит от начальной концентрации взвешенных веществ и определяется по табл. 34;

а – показатель степени, зависит от начальной концентрации взвешенных веществ (Сen) и рабочей глубины отстойника (Hset) и находится по формуле

Таблица 34 Зависимость эффекта оседающих веществ от начальной концентрации

2.Определяется коэффициент полезного действия (КПД) отстойника в зависимости от продолжительности отстаивания и коэффициент использования объёмной зоны (Кset):

−0,3 µpr 60

µlab t Кset , (4.110)КПД

где µpr – величина вязкости сточной жидкости в натурном отстойнике (летом Т=18 – 20°С, а зимой Т=10°С) следует определять по табл. 33;

µlab – вязкость сточной воды при отстаивании в покое при Т= 18°С

(см. табл. 33);

t – продолжительность осветления сточных вод в покое в минутах;

Кset – коэффициент объёмного использования принятого типа отстойника.

3.Определяется эффект осаждения взвешенных веществ в натурном отстойнике (в движущемся потоке жидкости):

Для расчётных параметров составляется табл. 35, по результатам которой затем строятся графики (рис.13). Удобно выполнять расчёт по табл. 35 и строить графики в среде Excel.

Высокая концентрация взвешенных веществ в сточной воде перед первичными отстойниками затрудняет осветление сточных вод. Поэтому необходима интенсификация процесса осветления за счёт использования биокоагуляции. Её применение даёт увеличение эффекта осветления на 15…20 %.

Таблица 35 Расчётныепараметрыпервичныхотстойниковприµlab=___ см2/с; µpr=__ см2/с; Kset.=___

КПД=е-z

t=tрасч./tос.

Z=a/tрасч.

Эt=Эос.*tZ , %

Эн=Эt КПДt

Эн′=Эн 1,15

4.По требуемому эффекту и графику осаждения в натурном отстойнике определяется необходимое время пребывания воды в нём.

47

5.Величина допустимой гидравлической нагрузки на один типовой принятый отстойник определяется по формуле

Рис. 13. Кривая зависимости эффекта осветления сточных вод от средней продолжительности отстаивания:

1 – всостояниипокоя; 2, 3 – врабочем типовом отстойнике вдвижущемся потоке воды

6. Окончательно определяется необходимое количество отстойников

где Qmax – максимальный расчётный расход, поступающий на очистку в час максимального притока, м3/ч.

7. Определяются количество снятых загрязнений в отстойниках по формулам (4.95,а) и величины снижения взвешенных веществ ( ∆ Котс ) и БПК

( ∆ Lотс) по формулам (4.114 – 4.115) и рассчитывается БПК поступаю-

здесь Э – эффект задержания взвешенных веществ в долях ед.;

Q – максимальный расчётный расход, поступающий на очистку в час мак-

Lсм – БПК20 сточных вод, поступающих на очистную станцию, г/м3;

48

∆Lр - снижение концентрации БПК20 на решётках, г/м3;

∆Lп - снижение концентрации БПК20 на песколовках, г/м3;

∆Lотс- снижение концентрации БПК20 на отстойниках, г/м3.

8. Определяется средняя высота слоя осадка в отстойнике:

где Вос – фактическая влажность осадка. Зависит от способа его удаления: плунжерными насосами Вос =93 %; под гидростатическим давлением Вос =95 %; центробежными насосами Вос = 95,5 – 96,5 %;

γос – удельный вес осадка, т/м3.

Пример расчёта первичных отстойников см. в разделе 6.11.

5.Проектирование сооружений обработки осадков

Врезультате механической и биологической очистки сточных вод на очистной станции образуется осадок различного вида, содержащий органические вещества. Это отбросы, задерживаемые решётками: песок из песколовок, первичный осадок от осаждения частиц в первичном отстойнике; активный ил или биоплёнка, которые образуются в сооружениях биологической очистки воды.

Большое содержание органических веществ приводит к быстрому загниванию осадка, а высокая бактериальная заражённость создаёт опасность распространения инфекции. Поэтому основной задачей сооружений по обработке осадка является его обезвреживание. Основными методами обезвреживания осадков являются стабилизация (аэробная и анаэробная), обезвоживание (уплотнение, фильтрация или отжим) и сушка осадка.

Для поиска наилучшей схемы обработки осадков необходимо знать объёмы осадка и ила, их соотношения по объёму, сухому и беззольному веществу, которые позволяют принять вариант их стабилизации. Так, при высоких эффектах работы первичных отстойников и, следовательно, больших объёмах первичных осадков, целесообразно предусматривать для стабилизации осадков метантенки, которые самоокупаются за счёт выработки в них газа – метана. Газ используется на нужды станции (для котельной, подогрева осадка и т.п.). В случае же образования большого объёма избыточного активного ила целесообразно применение аэробных стабилизаторов. И при равных объёмах осадка и ила рационально рассмотреть вариант раздельной их обработки.

49

В случае применения биокоагуляции весь избыточный ил направляется в каналы перед первичными отстойниками или в специальные сооружения – биокоагуляторы и задерживается совместно с осадком в первичных отстойниках. Илоуплотнители в этом варианте из технологической схемы обработки осадка и ила исключаются, а для стабилизации смеси осадка и ила следует выбрать тип стабилизации в зависимости от соотношений беззольного вещества осадка и избыточного активного ила.

5.1.Расчёт песковых площадок

Песок из песколовок выгружается с большим количеством воды. Поэтому следуетпредусматриватьегообезвоживаниенапесковыхплощадкахиливбункерах.

Песковые карты (рис. 14) принимают прямоугольной формы на искусственном основании, чтобы предотвратить загрязнение водоносных горизонтов дренажной водой. Для создания искусственного основания следует использовать бетон, асфальтобетон, щебень или гравий.

Рис.14. Песковая площадка: 1- пескопровод d=200 мм, 2 – разводящий лоток сечением 200х200 мм с i=0,01; 3 – трубопровод отвода дренажной воды; 4 – дренажные трубы

50