Концентрация  загрязнений по БПК_полн неосветленной жидкости составляет:

     – для бытовых сточных вод:

       

     – для общего стока:

       

     Кроме того, для определения возможности  осуществления биологической очистки определяется содержание в поступающих на ОСК сточных водах биогенных элементов.

     Концентрация  загрязнений по содержанию азота  равняется:

     – для бытовых сточных вод:

       

     – для общего стока:

       

     Концентрация  загрязнений по содержанию фосфора равняется:

       

       

     где 142 – молекулярная масса Р₂О₅;

          62 – молекулярная масса Р₂. 
 

     – для бытовых сточных вод:

       

     – для общего стока:

       

     В соответствии с п. 6.2. [1] на каждые 100 мг/л БПК_полн должно приходиться не менее 5 мг/л азота (N) и 1 мг/л фосфора (Р).

     Определим, требуется ли добавка биогенных  элементов для осуществления биологической очистки. В соответствии с требованиями [2], содержание биогенных элементов в сточных водах при биологической очистке зависит от БПК_полн поступающих сточных вод. Установлено, что для нормального хода биологической очистки соотношение БПК_п осветленной воды к азоту и к фосфору должно быть не менее как 100:5:1.

     В данном случае соотношение  БПК_п осветленной воды к азоту и к фосфору 331,04:25,02:4,5 что принимает вид – 100:7,56:1,36. Это больше, чем минимально допустимые количества, и поэтому добавки биогенных элементов в бытовые воды не требуется.

     1.4 Определение требуемой  степени очистки  сточных вод 

     Водоемы обладают самоочищающейся способностью, что следует учитывать при  проектировании очистных сооружений и  определении необходимой степени  очистки. Сточные воды, спускаемые в водоем, должны быть очищены до такой степени, чтобы не оказать вредного воздействия на него.

     Общие условия выпуска сточных вод  в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной значимостью этих водоемов, характером водопользования и их самоочищающей способностью и регулируются «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения» [4].

     1.4.1 Определение коэффициента  смешения

     Для определения необходимой степени  очистки по основным показателям необходимо знать значение коэффициента смешения сточных вод с водой водоема, куда будут сбрасываться очищенные сточные воды. При спуске сточных вод в проточные водоемы коэффициент смешения определяется по полуэмпирической зависимости:

                            ,                                   (9)

     где е – основание натурального логарифма;

q_p – минимальный расход воды (при 95%-ной обеспеченности) в створе реки у места выпуска сточных вод, равный 8,8 м³/с;

Q_{ср_сек} – средний секундный расход сточных вод, равный 0,148 м³/с;

L – расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по течению (фарватеру) реки, м, определяемое как расстояние до ближайшего пункта водопользования (L_ф), уменьшенное на 1 км, равное 4000 м;

α – коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения и определяется по формуле:

                             ,                                           (10)

где ξ – коэффициент, учитывающий место расположения выпуска, для берегового выпуска очищенных сточных вод ξ=1;

φ – коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния от места выпуска до расчетного створа по течению (фарватеру) (L) к расстоянию между этими же пунктами по прямой (L_пр), примем равным 1,1.

Е – коэффициент турбулентной диффузии, определяемый для равнинных рек по формуле:

,                                              (11)

где V_ср – средняя скорость течения при минимальном расходе,  
V_ср = 0,34 м/с;

      Н_ср – максимальная глубина водоема при низком горизонте воды, Н_ср = 1,1 м;

     = 200.

       

       

 

     Коэффициент смешения составляет:

       

     Кратность разбавления перед расчетным  пунктом водопользования определяем по формуле:

,                                                (12)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1.4.2 Определение необходимой  степени очистки  сточных вод

     Степень очистки сбрасываемых в водоем сточных  вод определяется по количеству взвешенных веществ, допустимой величине БПК и количеству растворенного в водоеме кислорода.

     Согласно  санитарным правилам, предельно допустимое содержание взвешенных веществ в  сточных водах, спускаемые в водоем определяется по формуле:

                                            ,                                  (13)

где p – допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в воде водоема после сброса сточных вод, для расчетного случая р = 0,75 мг/л;

C_r – содержание взвешенных веществ в водоеме до выпуска сточных вод, мг/л.

       

     Требуется полная биологическая очистка.

     Необходимая степень очистки (в процентах) сточных  вод по взвешенным веществам определяется по формуле:

        ,                                        (14)

где С_общ – концентрация загрязнений по количеству взвешенных веществ, С_общ =319,98 мг/л.

       

     В соответствии с правилами спуска сточных вод в воде водоема  после смешения ее со сточной водой содержание растворенного кислорода должно быть не ниже 4 мг/л.

     При этом условии допустимая концентрация спускаемых сточных вод по БПК_п определяется по формуле:

        ,                              (15)

где 0,4 – коэффициент пересчета БПК_п в БПК₂;

      4 – наименьшая допустимая по санитарным правилам концентрация растворенного кислорода в воде водоема, мг/л, [1];

      Q_р – концентрация растворенного кислорода в речной воде до места выпуска очищенных сточных вод, мг/л;

       L_р – БПК_п речной воды до места выпусков стоков, мг/л, перевод БПК₅ в БПК_п производится в соответствии с выражением:

 

     В общем виде концентрация загрязнений  в сточных водах, удовлетворяющая  санитарным требованиям при спуске их в водоем, определяется по формуле:

        ,                           (16)

где k₁ и k₂ – константы скорости биохимического потребления кислорода сточной и речной водой, определяемые опытным путем  
(k₁ = 0,16; k₂ = 0,1);

L_N – предельно допустимое значение БПК_полн смеси речной и сточной воды в расчетном створе, равная для данного вида вод 3 мг/л;

t – время движения сточных вод до расчетного створа, сут, которое вычисляется по формуле:

        ,                                                     (17)

 

     Так как L_ст < 0, то для данного водоема требуется глубокая биологическая очистка. Но в рамках курсового проекта мы выполняем расчет сооружений механической очистки с последующей биологической очисткой. 
 
 
 
 

     1.5 Выбор схемы очистки  сточных вод

     Требуемая степень очистки определяет метод  и тип очистных сооружений.

     Для достижения эффекта очистки в  рамках данного проекта необходимо предусмотреть механическую очистку с последующей биологической обработкой. После проектируемых очистных сооружений сточные воды направляются на станцию доочистки.

       Состав очистных сооружений зависит  от требуемой степени очистки  сточных вод, пропускной способности  очистной станции, состава сточных  вод, поступающих на очистную станцию, метода использования осадка.

     Типы  сооружений на очистной станции канализации  зависят от количества сточных вод.

     При расходе 12790 м³/сут принимаем:

      - для механической очистки – приемные камеры, решетки с механической очисткой, горизонтальные аэрируемые песколовки и горизонтальные отстойники;

     - для биологической очистки – высоконагружаемые биофильтры, горизонтальные вторичные отстойники;

     Обработка осадков производится в илоуплотнителях  с последующим высушиванием в центрифугах.

     Схема очистки сточных вод представлена на рис. 1. 

     

Рисунок 1 – Схема очистки сточных вод