Курс проектирования

      Біологічні  пруди являють собою штучно створені земляні резервуари, призначені для  біологічного доочищення стічних вод  за допомогою природних явищ. Очищення відбувається як за рахунок біологічних процесів (у теплий період року). При цьому відбувається усунення не тільки органічних і біогенних речовин, а й бактеріальних забруднень; забезпечується зниження концентрації фосфору з 5 – 15 до 2 – 9 мг/л; амонійного азоту з 4 – 7 до 2,5 мг/л; нітратів з 2 – 14 до 1 – 4 мг/л. Найбільш ефективно окислювальні процеси в прудах протікають влітку. Хлорування доочищених стічних вод проводити не обов’язково. Але якщо за санітарними умовами воно необхідне, то його здійснюють після доочищення, щоб уникнути зниження активності біологічних процесів.

      Біопруди  складаються з 3 – 5 послідовно розташованих секцій, розділених між собою земельними валиками. Стічні води подаються через  поверхневі водовпуски, влаштовані у  вигляді труб або каналів прямокутного перерізу для кожної секції. Пристрої для водовідводу влаштовуються на стороні, протилежній водовпуску та виконуються у вигляді оголовка з глибокою решіткою. Дну прудів надають уклін у напрямку руху стічних вод. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2. Технічний розрахунок первинного радіального відстійника з обертаючимся водорозподільним пристроєм 

      Вихідні дані для розрахунку:

• максимальне годинне надходження стічних вод, м³/г – 2200;
• середнє годинне надходження стічних вод, м³/г – 1375;
• максимальне секундне надходження стічних вод, м³/с – 0,61;
• середня місячна температура стічних вод, ⁰С – 17;
• максимальна концентрація завислих речовин після очищення стічних вод на проціджувачах та пісколовках, г/м³ – 170.

      1. Визначаємо необхідний ефект  відстоювання води у відстійнику.

      Винос завислих речовин з відстійника  складає:

де C_en – концентрація завислих речовин у воді , яка потрапляє на очищення, (г/м³);

   ε – ефективність відстоювання, %, ε = 50 %, тоді:

що не перевищує допустимого значення (100) для освітлених стічних вод, які подаються в аеротенки на повне біологічне очищення.

      2. Обчислюємо гідравлічну величину  осідаючих часток за формулою:

де Н_set – глибина проточної частини відстійника, м. Приймаємо Н_set = 0,9 м;

   К_set – коефіцієнт використання об’єму проточної частини відстійника. Для даного типу відстійників К_set = 0,85;

   Т_set – тривалість відстоювання, с, яка відповідає заданому ефекту очищення і отримана в лабораторному циліндрі в шарі h₁ = 0,5 м; Т_set = 1200с;

   n₂ – показник ступеню, який залежить від агломерації завислих речовин у процесі осідання; n₂ = 0,36;

   V_w – швидкість робочого потоку у відстійнику, мм/с; V_w = 0.

      3. Знаходимо радіус відстійника [5]:

де Q_max – максимальне годинне надходження стічних вод, м³/г;

   N – кількість робочих відстійників, N = 3.

      Таким чином, необхідний діаметр відстійника  складає D_set = 24 м.

      4. Визначаємо продуктивність одного  відстійника:

де d_en – діаметр впускного устрою. d_en = 0,7 м;

   V_tv – турбулентна складова, мм/с, яка залежить від швидкості робочого потоку у відстійнику. При V_w = 0, V_tv = 0.

      5.Обчислюємо  ширину водорозподільного лотка:

де n – відношення ширини водорозподільного лотка на його початку до радіусу відстійника; n = 0,12;

   l – відстань до центру відстійнику, м.

      Координати  кривої обрису перегородки будуть мати такі значення:

     6. Знаходимо глибину занурення  водозливу при коефіцієнті занурення  σ = 0,8 та коефіцієнті m = 0,45:

де q_max – пропускна здатність одного відстійника, м³/с; q_max = 0,2;

   l – довжина водозливу, l = 12 м.

     7. Визначаємо перепад між рівнем  води у відстійнику та водовідвідному  жолобі:

де h_g – втрати напору по довжині сифона водовідвідної труби, м.

де i – втрати на одиницю довжини трубопроводу, i = 0,002 м;

   l в – довжина водовідвідного трубопроводу, м, l в = 15 м;

     h_g = 0,002*15 = 0,03 м

   ∑ h _м – втрати напору на місцеві опори: вхід у трубу, два коліна, вихід з труби;

     ∑ h _м = (ξ _вх + 2ξ _кол + ξ _вих) V²/2g, м

де ξ  _вх, ξ _кол, ξ _вих – коефіцієнти місцевих опорів: ξ _вх = 0,5; ξ _кол = 0,5; ξ _кол = 1

∑ h _м = (0,5 + 2*0,5+1)*0,52²/2*9,81 = 0,034 м

     H = 2*(0,03+0,034) = 0,128 м.

     8. Обчислюємо об’єм зони накопичення одного відстійника при умові механізованого видалення осаду [9]:

де Т  – час зберігання осаду в зоні накопичення, Т = 8 годин;

   Q – середні годинні витрати стічних вод за 8 годин; Q = 1375*8 =11000м³;

   р – вологість осаду, що видаляється , р = 94%;

   γ – щільність осаду, γ = 1 т/м³.

Wос = (170*50*8*11000)/(100 – 94)*1*10⁶*3 = 41,6 м³.

     Гідравлічний  тиск при видаленні осаду з  відстійників приймаємо 20кПа, діаметр  труб для видалення осаду – 0,3 м. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3. Пропозиції щодо переобладнання існуючих очисних споруд і розташування проектуємих об’єктів 

     Металеві  пісколовки, встановлені на очисних  спорудах Інгулецької станції аерації  бажано замінити на бетонні. Таким чином  можна уникнути швидкого зношування та корозії їх складових частин.

     Значною проблемою при роботі очисних  споруд є нерівномірність надходження  стічних вод протягом доби, що призводить до погіршення загальних показників очищення. Оптимальним рішенням є  застосування резервуару-усереднювача, розташованого на основній лінії перед первинними відстійниками. В якості такого резервуару на очисних спорудах Інгулецької станції аерації може виступати аеротенк-змішувач №1, який не задіяний під дріжджові стоки. В ньому можна встановити регулюючу перегородку з отворами, яка буде забезпечувати пропуск води у кількості не вище середніх годинних обсягів.

     Первинні  радіальні відстійники, які проектуються, пропонується розмістити поряд з  аеротенками-освітлювачами.

     Місце розташування біопрудів буде залежати від їх типу. Так, невелика площа біопрудів зі штучною аерацією робить можливість їх спорудження на майданчику очисних споруд, а біопруди з природною аерацією можна розмістити лише поза його межами (наприклад, на вільній території ближче до р. Інгулець). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.4. Ефективна та безпечна експлуатація основних очисних споруд 

     Протягом  пускового періоду роблять перевірку  роботи окремих частин споруд і їх регулювання, причому початкове  регулювання здійснюють здебільшого  при роботі споруд на чистій воді, щоб  роботи з усунення замічених дефектів могли проходити в більш сприятливих санітарних умовах. Налагодження роботи очисних споруд проводиться спеціальними організаціями, наявними в міністерствах комунального господарства й у різних галузях промисловості. Ці організації встановлюють раціональний режим роботи кожного спорудження, що забезпечує необхідну якість очищення води при мінімальній собівартості її обробки.

     Налагоджувальні роботи первинних і вторинних  відстійників зводяться до регулювання  водорозподільних і водозбірних  обладнань (розподільних камер, водозливів, що плавають щитків), а також обладнань для збору й видалення осаду (шкребків, мулососів).

     Виробничі будівлі і споруди в процесі  експлуатації, а також у період її тимчасового припинення повинні  перебувати під систематичним спостереженням інженерно-технічних працівників, відповідальних за збереження цих об'єктів.

      Виконання робіт з догляду за механічними  аераторами, насосами й повітродувками проводиться при виключених установках. Люки каналізаційних колодязів на території очисних споруд повинні бути завжди закриті. Інколи необхідно змазувати шпинделя засувок і гайки сальників тавотом. Догляд за електроустановками проводиться згідно з відповідними правилами.

      У більшості випадків стічні води продаються на очисні споруди насосами, установленими на станції перекачування. Звичайно насоси працюють періодично. Включення й вимикання їх відбувається автоматично залежно від рівня стоків у прийомному резервуарі насосної станції. Число включень насосів не повинне перевищувати 6 раз у годину й бути не менш 8-10 раз у добу. Подача стоків на аеротенк-відстійник не повинна бути занадто інтенсивною: перевищення рівня води у відстійнику, а також винос активного мулу неприпустимі. У випадку занадто великої подачі насоса можна зменшити регульований обсяг прийомного резервуара, збільшивши тим самим частоту включень насоса (до величини припустимої межі). Якщо частота включень при цьому перевищить припустиму межу, слід прикрити засувку на напірному трубопроводі насоса.

      Щодня слід перевіряти підшипники й сальники незатоплених каналізаційних насосів. Вони можуть лише злегка нагріватися. Із сальників на валу повинна безупинно просочуватися вода. Якщо води багато, то необхідно сальник підтягти. Періодично необхідно змінювати набивання сальнику. Потрібно стежити за змащенням підшипників насоса (змащення додавати раз у тиждень). Насос повинен обертатися плавно. Якщо буде потреба, слід проводити центрування насоса. Вчасно робити заміну болтів і гумових деталей зчеплення. Якщо насосів декілька, то бажана їхня почергова

робота  для рівномірного зношування всіх агрегатів.

      Трубопроводи  в межах насосної станції не повинні  давати течі, сальники засувок повинні  бути в порядку й шпинделі змазані. Усі деталі, що іржавіють, повинні  бути пофарбовані. Ремонт роторних аераторів, устаткування або комунікацій у ємностях допускається тільки після їхнього спорожнювання або спеціально влаштованих містків (з огородженнями).

      Хлорне  вапно є отрутною і їдкою речовиною  – поводження з нею вимагає  особливої обережності. На очисних  спорудах необхідно мати медичні засоби першої допомоги.

      Дезінфекція очисних стічних вод. Особливу обережність  слід дотримувати при дезінфекції  стічних вод, якщо вона знезаражується хлором. Дезінфекція очищених на установці  біоочистки стічних вод проводиться хлорним вапном або гіпрохлоритом натрію. У приміщенні хлораторної установлюється відповідне устаткування для готування й дозування хлорної води. Контакт хлору зі стічною водою на протязі 30 хвилин проводиться в спеціальному колодязі. Затвір хлорного вапна проводиться в затворному баку раз у добу. Міцність одержуваної хлорної води складає 10-15% по активному хлору (вміст активного хлору в хлорнім вапні рівний 20%).