- •Федеральное агентство морского и речного транспорта
- •Введение
- •Задание на курсовой проект
- •2. Расчет изменений расходов и показателей качества сточных вод по часам суток
- •3. Расчет усреднителей сточных вод.
- •4. Определение необходимой глубины очистки сточных вод.
- •5. Разработка технологической схемы очистки сточных вод
- •6. Расчет сооружений по очистке сточных вод
- •7. Разработка технологической схемы обработки осадков сточных вод
- •8. Расчет сооружений по обработке осадков сточных вод
- •8.3. Расчет сооружений по обработке осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила
- •8.3.1. Расчет радиальных уплотнителей
- •8.3.2. Расчет метантенков
- •8.3.3.Расчет центрифуг
- •9. Описание работы технологических схем очистки сточных вод и обработки осадка
3. Расчет усреднителей сточных вод.
В курсовом проекте с целью упрощения и сокращения объемов
расчета предполагается использование усреднителей контактного типа.
Расчет этих сооружений следует производить по методике, изложенной в [2], исходя из необходимой степени усреднения расходов и показателей качества смешанных сточных вод, определяемых, в данном случае, по следующим соотношениям:
1- для расходов
Qуср=Qср*0,1Qср, (11)
где: Qуср – допустимые изменения расхода усредненных смешанных сточных вод, м3/ч;
Qср – средний часовой расход смешанных сточных вод, м3/ч,
Qср= |
∑Q |
24 |
, (12)
2- для показателей качества
'
здесь: Cуср – допустимые изменения значений показателей качества усредненных смешанных сточных вод.
Результаты расчетов по формулам (12) и (13) оформлены в табличной форме (табл. 3).
Расчет усреднителей начинается с определения необходимых условий усреднения по расходам и всем контролируемым показателям качества сточных вод. Допустимые диапазоны изменения указанных характеристик рассчитываются соответственно по формулам (11) – (13) с использованием результатов выполнения предыдущих разделов:
- средний часовой расход смешанных сточных вод:
Qcp =108725/24 = 4530,2 м3/ч,
- допустимые значения расходов усредненных смешанных сточных вод:
Qуср.min = 4530,2 −0,1*4530,2 = 4077,18 м3/ч,
Qуср.max = 4530,2 +0,1*4530,2 = 4983,22 м3/ч.
- допустимые значения концентрации взвешенных веществ в усредненных смешанных сточных водах, мг/л:
C′уср.min = 161,68−0,25*161,68 = 121,26,
C′уср.max = 161,68+0,25*161,68 = 202,1.
- допустимые значения величины БПКполн в усредненных смешанных сточных водах, мг/л:
C′уср.min
C′уср.max
- допустимые значения концентрации растворенного кислорода в усредненных смешанных сточных водах, мг/л:
C′уср.min
C′уср.max
- допустимые значения концентрации кислот в усредненных смешанных сточных водах, мг·экв/л:
C′уср.min
C′уср.max
- допустимые значения концентрации щелочей в усредненных смешанных сточных водах, мг·экв/л:
C′уср.min
C′уср.max
- допустимые значения Coli-индекса в усредненных смешанных сточных водах, шт/л:
C′уср.min
C′уср.max
- допустимые значения температуры усредненных смешанных сточных вод оС:
C′уср.min
C′уср.max
- допустимые значения активной реакции (рН) усредненных смешанных сточных вод:
C′уср.min
C′уср.max
Таблица 3
Допустимые значения расходов и показателей качества усредненных смешанных сточных вод
Допустимые значения
|
Усредненный расход, м3/ч |
Концентрация взвешенных веществ, мг/л |
Величина БПКполн, мг/л |
Концентрация растворенного кислорода, мг/л |
Концентрация кислот, мг·экв/л |
Концентрация щелочей, мг·экв/л |
Coli-индекс, шт/л |
Температура, оС |
Активная реакция среды (рН) |
минимальное
|
4077,18 |
121,26 |
135,73 |
0,75 |
56,7 |
145,2 |
2,25*1013 |
22,55 |
4,31 |
максимальное
|
4983,22 |
202,1 |
226,21 |
1,25 |
94,5 |
242 |
3,75*1013 |
37,58 |
7,19 |
Период усреднения рекомендуется задавать таким образом, чтобы
количество часов в сутках было кратно его продолжительности, то есть 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24 часа.
Требуемым периодом усреднения смешанных сточных вод будет являться тот, при котором выполняются приведенные выше условия по всем усредненным значениям расходов и показателей качества сточных вод.
Выбор необходимого периода усреднения осуществляем последовательным рассмотрением рекомендуемых значений продолжительностей этого периода. Для упрощения и сокращения объема расчетов целесообразно начинать с анализа степени усреднения расходов сточных вод, а лишь затем переходить к показателям качества.
Расчет величин усредненных расходов осуществляется по суммарным часовым расходам смешанных сточных вод с использованием формулы [2]:
-
qуср=
T
qi′
i=1
T
Т – продолжительность рассматриваемого периода усреднения, ч;
i' – порядковый номер часа, входящего в рассматриваемый период усреднения;
qi' – расход сточных вод, приходящийся на i'–й час рассматриваемого периода усреднения, м3/ч.
Продолжительность периода усреднения Т = 2 часа:
-
qуср0…2 =
2019,62+2007,4
= 2013,51 м3/ч
2
qуср0…2 – не удовлетворяет условиям усреднения.
Продолжительность периода усреднения Т = 3 часа:
-
qуср0…3 =
4027+2007,4
= 2011,5 м3/ч
3
qуср0…3 – не удовлетворяет условиям усреднения.
Продолжительность периода усреднения Т = 4 часа:
-
qуср0…4 =
6034,4+3227
= 2315,35 м3/ч
4
qуср0…4 – не удовлетворяет условиям усреднения.
Продолжительность периода усреднения Т = 6 часов:
-
qуср0…6 =
9261,4+1977,12+2819,86
= 2343,06 м3/ч
6
qуср0…6 – не удовлетворяет условиям усреднения.
Продолжительность периода усреднения Т = 8 часов:
-
qуср0…8 =
14058,38+3333,34+4594,28
= 2748,25 м3/ч
8
qуср0…8 – не удовлетворяет условиям усреднения.
Продолжительность периода усреднения Т = 12 часов:
-
qуср0…12 =
21966+22905,46
= 3739,23 м3/ч
12
qуср0…24 – не удовлетворяет условиям усреднения.
Продолжительность периода усреднения Т = 24 часа:
-
qуср0…24 =
108725
= 4530,21 м3/ч
24
qуср0…24 – удовлетворяет условиям усреднения.
Для периода усреднения Т = 24 часа производим расчет значений показателей качества усредненных смешанных сточных по формуле [2]:
T
q
C
T
i
'
здесь, Сi' – значение показателя качества сточных вод, приходящееся на i' –й час периода усреднения.
Концентрация взвешенных веществ, мг/л,
Суср0…24 = |
2019,62*165,52+2007,4*165,39+…+5804,7*167,37 |
= 161,44 |
2019,62+2007,4+…+5804,7 |
Величина БПКполн, мг/л,
Суср0…24 = |
2019,62*178,37+2007,4*177,77+…+5804,7*161,73 |
= 180,97
|
2019,62+2007,4+…+5804,7 |
Концентрация растворенного кислорода, мг/л,
Суср0…24 = |
2019,62*1,0+2007,4*1,0+…+5804,7*1,0 |
= 1,0
|
2019,62+2007,4+…+5804,7 |
Концентрация кислот, мг·экв/л,
Суср0…24 = |
2019,62*71,85+2007,4*70,58+…+5804,7*55,15 |
= 75,6
|
2019,62+2007,4+…+5804,7 |
Концентрация щелочей, мг·экв/л,
Суср0…24 = |
2019,62*69,02+2007,4*66,14+…+5804,7*51,54 |
= 193,61
|
2019,62+2007,4+…+5804,7 |
Coli-индекс, шт/л,
Суср0…24 = |
2019,62*2,7*1013+2007,4*2,65*1013+…+5804,7*1,01*1013 |
=3*1013
|
2019,62+2007,4+…+5804,7 |
Температура, оС,
Суср0…24 = |
2019,62*30,57+2007,4*30,61+…+5804,7*33,53 |
= 30,06
|
2019,62+2007,4+…+5804,7 |
Активная реакция среды (рН)
Суср0…24 = |
2019,62*5,69+2007,4*5,65+…+5804,7*5,43 |
= 5,75
|
2019,62+2007,4+…+5804,7 |
Результаты расчетов сведены в таблицу 4.
Таблица 4
Расходы и показатели качества усредненных смешанных сточных вод
Часы усреднения |
Усредненный расход, м3/ч |
Концентрация взвешенных веществ, мг/л |
Величина БПКполн, мг/л |
Концентрация растворенного кислорода, мг/л |
Концентрация кислот, мг·экв/л |
Концентрация щелочей, г·экв/л |
Coli-индекс, шт/л |
Температура, оС |
Активная реакция среды (рН) |
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
Период усреднения Т = 2 часа
| |||||||||
0…2
|
2013,51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Период усреднения Т = 3 часа
| |||||||||
0…3
|
2011,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Период усреднения Т = 4 часа
| |||||||||
0…4
|
2315,35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Период усреднения Т = 6 часов
| |||||||||
0…6
|
2343,06 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Период усреднения Т = 8 часов
| |||||||||
0…8
|
2748,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Период усреднения Т = 12 часов
| |||||||||
0…12
|
3739,23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Период усреднения Т = 24 часа
| |||||||||
0…24
|
4530,21 |
161,44 |
180,97 |
1,0 |
75,6 |
193,61 |
3*1013 |
30,06 |
5,75 |
Размеры и количество усреднителей рассчитываются исходя из следующих условий:
1. для прямоугольных в плане сооружений:
- максимальная длина сооружения – 114 м;
- соотношение ширины и длины сооружения – 1:1…1:3;
- максимальная рабочая глубина сооружения – 5 м;
- высота бортов сооружения – 0,3…0,5 м;
2. для круглых в плане сооружений:
- максимальный диаметр сооружения – 54 м;
- максимальная рабочая глубина сооружения – 5 м;
- высота бортов сооружения – 0,3…0,5 м;
3. производительность резервных сооружений должна составлять не
менее 50 % от производительности основных сооружений.
Усреднители рассматриваемого типа оснащаются механическими или пневматическими системами перемешивания. Механические системы рекомендуется предусматривать в случае высоких концентраций взвешенных веществ (500 мг/л и более) и для неагрессивных сред. Пневматические системы используют для перемешивания любых по агрессивности сред при не высоком содержании взвеси (менее 500 мг/л).
Необходимый суммарный объем усреднителей, м3:
-
Vн=
T
qi
i=1
Vн=2019,62+2007,4+…+5804,7=108725
Принимаем круглые в плане усреднители, тогда максимальный рабочий объем одного сооружения, м3, будет равен:
где: Dmax – максимальный диаметр усреднителя, м;
h1max – максимальная рабочая глубина усреднителя, м.
Необходимое количество рабочих усреднителей:
nр= |
Vн |
= |
108725 |
= 9.5 nр=10 |
V1 max |
11445,3 |
Необходимый рабочий объем оного усреднителя, м3,
V1н= |
Vн |
= |
108725 |
= 10872,5 |
nр |
10 |
Диаметр усреднителя, м, при рабочей глубине h1 = h1max = 5 м
Принимаем D1 = 53 м.
Фактический рабочий объем одного усреднителя, м3
Суммарный фактический рабочий объем усреднителей, м3,
Vф V1ф np 11025,3310 =110253,3
Vф Vн.
Общая глубина усреднителя, м,
H= h1+ h2 =5+0,5=5,5 м.
где, h2 – высота бортов усреднителя, м.
В усреднителях принимаем пневматическую систему перемешивания, так как концентрация взвешенных веществ в сточной воде меньше 500 мг/л. Схема сооружения представлена на рисунке 1.
воздух
53000
Рис. 1. Схема усреднителя.