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

Q_уср=Q_ср*0,1Q_ср, (11)

где: Q_уср – допустимые изменения расхода усредненных смешанных сточных вод, м³/ч;

Q_ср – средний часовой расход смешанных сточных вод, м³/ч,

Qср=	∑Q
	24

^{, (12)}

2- для показателей качества

'

C_уср=C_cp 0,25C_cp^{, (13)}

здесь: C_уср – 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:

Q_cp =108725/24 = 4530,2 м³/ч,

- допустимые значения расходов усредненных смешанных сточных вод:

Q_{уср.min =} 4530,2 −0,1*4530,2 = 4077,18 м³/ч,

Q_уср.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 БПК_полн 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, м^3/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*10^13	22,55	4,31
максимальное	4983,22	202,1	226,21	1,25	94,5	242	3,75*10^13	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^м^3^/^ч
	2

q_{уср0…2 – не удовлетворяет условиям усреднения.}

Продолжительность периода усреднения Т = 3 часа:

qуср0…3 =	4027+2007,4	= 2011,5^м^3^/^ч
	3

q_{уср0…3 – не удовлетворяет условиям усреднения.}

Продолжительность периода усреднения Т = 4 часа:

qуср0…4 =	6034,4+3227	= 2315,35^м^3^/^ч
	4

q_{уср0…4 – не удовлетворяет условиям усреднения.}

Продолжительность периода усреднения Т = 6 часов:

qуср0…6 =	9261,4+1977,12+2819,86	= 2343,06^м^3^/^ч
	6

q_{уср0…6 – не удовлетворяет условиям усреднения.}

Продолжительность периода усреднения Т = 8 часов:

qуср0…8 =	14058,38+3333,34+4594,28	= 2748,25^м^3^/^ч
	8

q_{уср0…8 – не удовлетворяет условиям усреднения.}

Продолжительность периода усреднения Т = 12 часов:

qуср0…12 =	21966+22905,46	= 3739,23 ^м^3^/^ч
	12

q_{уср0…24 – не удовлетворяет условиям усреднения.}

Продолжительность периода усреднения Т = 24 часа:

qуср0…24 =	108725	= 4530,21 ^м^3^/^ч
	24

q_{уср0…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' i'} C_уср ^{i' 1} ,

i

'

^q i'1

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 БПК_полн, 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*10^13+2007,4*2,65*10^13+…+5804,7*1,01*10^13	=3*10^13
	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, м^3/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*10^13	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

V_н=2019,62+2007,4+…+5804,7=108725

Принимаем круглые в плане усреднители, тогда максимальный рабочий объем одного сооружения, м³, будет равен:

где: D_max – максимальный диаметр усреднителя, м;

h_1max – 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 = h_1max = 5 м

Принимаем D₁ = 53 м.

Фактический рабочий объем одного усреднителя, м³

Суммарный фактический рабочий объем усреднителей, м³,

V_ф  V_1ф n_p 11025,3310 =110253,3

V_ф   V_н^.

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.