Очистные сооружения канализации

n₂ – показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения; для городских сточных вод следует определять по черт. 2 [1].

       Принимаем отстойник из трех отделений.

       Ширину  отделений отстойника определяем по формуле:

                               ,                                                      (31)

     где  n – число отделений;

          vср – средняя скорость течения, принимаем равной 6 мм/с;

     Сбор  воды в конце сооружения осуществляется с помощью водослива  
h0 = 0,25 м, α = 30º.

     Определим длину участка l1, на котором высота активного слоя в отстойнике достигнет расчетной глубины Н_set = 2 м.

     Средняя глубина потока на этом участке:

      ,                                    (32)

     Средняя скорость потока на участке:

      ,                                    (33)

     При данной скорости К = 0,17, ω = 0,07 (рис.2.24[2]), следовательно l1:

      ,                        (34)

     Продолжительность протекания воды на участке:

      ,                                    (35)

     За  это время наименьшая оседающая  частица пройдет путь:

      ,               (36)

     При vср = 6 мм/с ω = 0,015 (рис.2.24[2]), оставшуюся часть глубины отстойника частица пройдет за время:

      ,                       (37)

     За  это время частица переместится по горизонтали на расстояние:

      ,                             (38)

     Длина участка сужения потока:

      ,                                          (39)

     Общая длинна отстойника должна быть:

,           (40)

     Масса уловленного отстойником за сутки  осадка:

      ,                                               (41)

где - концентрация загрязнений по количеству взвешенных веществ, мг/л;

Э – требуемый эффект осветления;

 - коэффициент учитывающий увеличения объема, принимаем равным 1.

     Объем выпавшего осадка:

      ,                                                    (42)

     где ρ – плотность осадка, равная 1,8 кг/м³;

     Для накопления осадка в начале сооружения проектируют бункер в виде перевернутой усеченной пирамиды, верхнее основание которого имеет размер 6х2,5 м, а нижнее 1х1,05 м. Высота пирамиды равна 2,5 м. Объем бункера одного отделения:

,   (43)

     В основании отстойника также предусматривается  емкость для накопления осадка. Высота её в конце сооружения равна 0,2 м. При уклоне днища i=0,003 высота её в начале сооружения h = 0,2 + L·0,003 = 
= 0,2 + 34,54·0,003 = 0,304 м.

     Объём осадочной части в основании  одного отделения

     

.

     Общий объём осадочных частей трёх отделений:

      ,                           (44)

     Осадочные части отстойника будут заполняться  осадком за 134,8/4,28 = =31,5 сут. Учитывая большую неравномерность распределения  осадка по площади отстойника, выгружать  его рекомендуется 1 раз в сутки. В бункера, расположенные в начале сооружения, осадок сгребается цепными скребками, а удаляется из бункера с помощью насосов. 

     2.2 Сооружения биологической  очистки сточных  вод

     2.2.1. Биофильтр

     Биофильтры  применяются для биологической  очистки сточных вод и представляют собой резервуары, в котором сточная  вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биологической пленкой (биопленкой), образованной колониями микроорганизмов.

     Поскольку БПК_полн сточной воды превышает 300 мг/л, и присутствуют производственные примеси, то необходима  рециркуляция сточной воды с возвратом части очищенной жидкости в биофильтр. При БПК_полн поступающей сточной воды целесообразно применять высоконагружаемые биофильтры (аэрофильтры).

     Определяем  коэффициент Кbf:

      ,                                                      (45)

     где Len и Lex – БПКполн поступающей и очищенной сточной воды, мг/л.

     Принимаем Lex = 15 мг/л, тогда

     Так как по заданию температура сточной воды t=17ºC, что больше 14ºС, то коэффициент смешения определиться как:

      ,                                                      (46)

     где α и β –коэффициенты;

         Ф – критериальный комплекс:

      ,                                                   (47)

         где Н – высота слоя загрузки, принимаем равной 4 м;

             Вуд – удельный расход воздуха, Вуд =14м³/м³;

             КТ – температурная константа потребления кислорода:

                                   (48)

             q – гидравлическая нагрузка, принимаем q = 30 м³/м²·сут

,

     соответственно α=1,1; β=0,19 (табл. 3.11 [2]), тогда:

     Определяем  среднее значение БПКполн в смеси стоков перед биофильтром:

      ,                                 (49)

     Определим коэффициент рециркуляции:

                                       (50)

     Общая площадь биофильтров:

                                   (51)

     Принимаем биофильтр прямоугольной формы 18х18 м с количеством секций nbf = 4 и площадью одной секции F1 = 324 м².

     Объем загрузки составит:

                                         (52)

     Объем избыточной биопленки, выносимой во вторичные отстойники составит:

      ,                                            (53)

где qmud – удельное количество избыточной биопленки, равное  
8 г/(чел·сут);

Рmud –   влажность биопленки, равная 96%;

а   –   количество БПКполн в сточной воде на одного жителя в сутки [1], г/(чел·сут).

     В результате того, что принят биофильтор прямоугольной формы, то для равномерного орошения сточной водой поверхности загрузки биофильтра принимаем спринклерную систему орошения, которая состоит из дозирующего бака, разводящей сети и спринклеров.

     Дозирующий  бак автоматически подает воду в  спринклерную сеть под постоянным напором. Продолжительность наполнения бака зависит от притока сточной воды, а продолжительность его орошения всегда одинакова.

     Спринклерные  головки располагают таким образом, чтобы площадь, орошаемая одним  разбрызгивателем, частично перекрывала  площади соседних разбрызгивателей. Поэтому расстояния между разбрызгивателями равно 1,73R, а между их рядами – 1,5R (R – радиус орошения).

     Водораспределительная сеть укладывается с уклоном, чтобы  её можно было опорожнить. Спринклерные головки устанавливают на 0,15 – 0,2 м выше поверхности, диаметр отверстий головки 18 – 32 мм. Скорость потока в главной магистральной трубе принимается до 1 м/с, в разводящих трубах – до 0,75 м/с. Начальный напор у разбрызгивателей принимается около 1,5 м, конечный – не менее 0,5 м.

     2.2.2 Вторичные отстойники

     Вторичные отстойники используются для отделения биопленки, поступающих вместе с очищенной водой из биофильтров. Вторичные отстойники конструктивно аналогичны первичным. Основные отличия вторичных отстойников от первичных заключается в характере механизмов для сбора и удаления осадка и связанной с этим конструкцией днища. В качестве вторичных отстойников принимаем горизонтальные.