- •Состав и свойства городских сточных вод.
- •Нерастворимые (взвешенные) вещества, их количество и методы контроля.
- •Органические вещества , их количество и методы контроля . Бпк , хпк .
- •Растворённые минеральные вещества.
- •Бактериальное загрязнение сточных вод .
- •Определение расчетных концентраций сточных вод.
- •Водоёмы , их охрана от загрязнения сточными водами .
- •Требования к качеству воды в водоёме.
- •Самоочищающая способность водоёмов .
- •Разбавление сточных вод в реках.
- •Разбавление в озёрах и водохранилищах.
- •Разбавление в морях.
- •Определение необходимой степени очистки.
- •Определение необходимой степени очистки по взвешенным веществам.
- •Определение необходимой степени очистки по бпкполн.
- •Определение необходимой степени очистки по растворённому о2.
- •Выбор технологической схемы очистки сточных вод.
- •Выбор технологической схемыочистнойстанции.
- •Механическая очистка городских сточных вод.
- •Приемная камера .
- •Решетки , сита .
- •Последовательность расчёта механических решеток.
- •Решетки - дробилки ( комминуторы ).
- •Песколовки .
- •Горизонтальные песколовки.
- •Аэрируемая песколовка .
- •Расчёт песколовки .
- •Тангенциальная песколовка .
- •Обезвоживание песка .
- •Отстойники .
- •Последовательность расчёта первичных отстойников .
- •Вертикальные отстойники .
- •Горизонтальные отстойники
- •Радиальные отстойники .
- •Радиальные отстойники с вращающимся водораспределительным устройством (конструкция Скирдова и.В.)
- •Радиальный отстойник с периферийной подачей воды .
- •Комбинированные отстойники
- •Тонкослойные отстойники.
- •Интенсификация работы отстойников (преаэраторы , биокоагуляторы ) .
- •Осадки сточных вод . Виды осадков, их химический и гранулометрический состав .
- •Формы связи воды с частицами твёрдой фазы и их влияние на обработку осадков .
- •Методы обработки осадков .
- •Илоуплотнение. Гравитационное уплотнение.
- •Флотационное уплотнение.
- •Виброфильтры, сепараторы, центрифуги.
- •Расчёт илоуплотнителя.
- •Стабилизация осадка.
- •Аэробная стабилизация осадка .
- •Расчёт аэробного минерализатора.
- •Анаэробная стабилизация осадков.
- •Септики.
- •Двухъярусные отстойники (Эмшеры).
- •Расчет двухъярусных отстойников.
- •Метантенки.
- •Расчет метантенков.
- •Конструкции метантенков.
- •Газгольдеры
- •Обезвоживание осадков Иловые площадки.
- •Расчет иловых площадок.
- •Подготовка осадков к механическому обезвоживанию.
- •Тепловая обработка и замораживание осадков .
- •Обезвоживание осадков фильтрованием .
- •Фильтр - прессование осадков .
- •Центрифугирование.
- •Безреагентное центрифугирование .
- •Реагентное центрифугирование осадков .
- •Обезвреживание осадков .
- •Обезвреживание нагреванием .
- •Термическая сушка осадков .
- •Сжигание осадков .
- •Химическое обеззараживание .
- •Радиационный способ обеззараживания осадков .
- •Компостирование осадков. Биотермическая обработка (компостирование) осадков сточных вод.
- •Утилизация осадков.
- •Выбор метода и технологической схемы обработки осадков .
- •Биологическая очистка городских сточных вод.
- •Биологическая очистка в искусственных условиях.
- •Активный ил и его свойства.
- •Подача воздуха .
- •Аэротенки .
- •Расчет аэротенков .
- •Аэрация сточных вод .
- •Расчет системы аэрации (через фильтросные пластины ) .
- •Окситенк ( внии водгео ) .
- •Окситенк системы “юнокс” (сша) .
- •Аэротенк - отстойник .
- •Аэроакселератор с центральной зоной аэрации .
- •Аэротенк - отстойник (конструкция нии квов ) .
- •Аэротенк - осветлитель ( никти гх Украина ) .
- •Противоточный аэротенк .
- •Аэротенки продленной аэрации .
- •Вторичные отстойники .
- •Расчет вторичных отстойников .
- •Флотационное илоуплотнение.
- •Тонкослойные илоотделители .
- •Биофильтры .
- •Капельные биофильтры .
- •Высоконагружаемые биофильтры (аэрофильтры) .
- •Биофильтры с пластмассовой загрузкой .
- •Дисковые (погружные ) биофильтры .
- •Башенные биофильтры .
- •Распределение сточных вод по поверхности биофильтра .
- •Сооружения для биологической очистки в естественных условиях .
- •Сельскохозяйственные поля орошения .
- •Биологические пруды .
- •Методы доочистки сточных вод .
- •Доочистка на ершах .
- •Обеззараживание сточных вод .
- •Контактные резервуары .
- •Выпуск очищенных сточных вод в водоем .
- •Распределительные и измерительные устройства .
- •Генпланы очистных сооружений и схемы высотного расположения очистных сооружений .
- •Контроль за работой очистных сооружений .
- •Отбор проб и подготовка их к анализу .
- •Приемка , пуск и наладка очистных сооружений .
- •Основные причины низкой эффективности работы очистных сооружений .
- •Интенсификация работы очистных сооружений .
- •Интенсификация работы сооружений биологической очистки сточных вод .
Двухъярусные отстойники (Эмшеры).
Применяются для отстаивания сточной воды , сбраживания и уплотнения выпавшего осадка . Применяются для станций с расходом до 10 тыс. м3/сутки .
t0 = 10...150С ; время созревания осадка - 60...120 дней ; задерживается 50-40% СВЗВ ; распад по беззольному веществу - 40% ; РУПЛ. ОС. = 90% .
м
Расчет двухъярусных отстойников.
1. Осадочный желоб рассчитывается как горизонтальный отстойник :
а) задавшись продолжительностью пребывания =1,5 часа и высотой желоба h (1,2...2,5м), определяют скорость выпадения взвешенных веществ .
U0 = ;
б) по табл. СНиП, в зависимости от Сопределяют Э выпадения взвешенных веществ (Э = 60...65%) ;
в) определяют объём желобов
Wж= ;
г) определяют площадь живого сечения одного желоба
или ;
q - расчетный расход , м3/с;
t - продолжительность пребывания воды в желобе , с ;
b - ширина желоба , м ;
h1- высота цилиндрической части ;
h2- высота конической части ;
L - длина желоба , м ( по известному диаметру) ;
n - число двухъярусных отстойников ;
nж- число желобов в отстойнике .
Пространство не занятое желобами покрывается коркой , которая в зимнее время утепляет сооружения , но достигая большой толщины мешает правильной его работе , поэтому корку периодически необходимо разбивать .
Площадь поверхности не занятая желобами должна быть не > 20% общей площади . Объём септической части, приходящейся на одного человека , принимается в зависимости от средней температуры в зимнее время .
Средне зимняя t ст.вод |
6 |
7 |
8,5 |
10 |
12 |
15 |
20 |
Объём септической камеры , л /на одного жителя WИЛ |
110 |
95 |
80 |
65 |
50 |
30 |
15 |
Общий объём септической камеры :
WОБЩ = WИЛ NПР
NПР - приведенное число жителей .
Угол наклона конической части иловой камеры = 300 и более (как показала практика).
Высота конической части :
hКОН = 0,29 D - 0,2 tg300 0,29 D - 0,12
Зная высоту конической части и D можно найти :
hЦИЛ = ;
Общая высота двухъярусного отстойника :
H = h1+h2 + h3 +hКОН +hЦИЛ +h4 .
h3 - нейтральный слой между гнилостной камерой и щелью желоба (0,5м);
h4 - возвышение борта отстойника над поверхностью воды (0,5 м ) .
Двухъярусные отстойники могут быть ж/бетонные,кирпичные, деревянные (временные) .
Кирпичные - для малых установок;типовой отстойник (Союзводоканал проект ) 6; 9 и 12 м.
Недостатки : большой объём септической части , большая глубина ( невыгодно при высоком уровне грунтовых вод ) .
Метантенки.
Сбраживание - это процесс минерализации органического вещества - применяется для стабилизации осадков и получения биогаза . При сбраживании в анаэробных условиях органическое вещество распадается с образованием основных конечных продуктов - метана (СН4 ) и двуокиси углерода (СО2 ) . Условно принято , что распад происходит в две фазы :
Гидролиз сложных органических веществ , при этом образуются жирные кислоты , спирты , альдегиды и др. - кислое брожение .
Метановое брожение - превращение промежуточных веществ в метан , углекислоту, карбонатные и бикарбонатные соли - щелочное брожение .
Процесс сбраживания зависит от : t0 , дозы загрузки , влажности осадка .
Максимальные дозы загрузки приведены в СНиП т. 59 .
При сбраживании осадков распад органического вещества составляет - 25...53% . Сухое вещество осадка уменьшается до 30% , влажность повышается на 1,4...1,6 % .
Анаэробные процессы нарушаются при: увеличении суточной дозы загрузки , изменении температурного режима , поступлении токсичных веществ /ионов тяжелых металлов, соединений мышьяка , меди , хрома , а также органических веществ трудно поддающихся разложению (например СМС)/ . Выход газа колеблется от 5 до 20 м3 на 1 м3 смеси , в зависимости от химического состава сбраживаемой смеси .
Газ , в основном , образуется из жиров , белков и углеродов , которые составляют 80...85% общего количества органических веществ . Наибольшее количество газа образуется при распаде жиров .
Например при сбраживании активного ила выход газа ниже т.к. в нем меньше жиров и углеводов .
Процесс сбраживания характеризуется : составом и объёмом выделяющегося газа , щелочностью иловой воды и процентом распада органических веществ осадка .
Газ имеет следующий состав , в процентах :
метан - 60 - 70 % ;
СО2 - 16 - 34 % ; N2 - 0 - 3 % ; Н2 - 0 - 3 % ;
кислород - 0,4% ; СО - 2...4 % .
При нормальном процессе сбраживания иловая вода имеет следующие показатели : рН>7, щелочность 65...90 мг-экв /л , NH4 - 400...820 мг/л , жирных кислот 4...10 мг-экв/л .
Существуют 2 режима сбраживания : мезофильный (330 ) и термофильный (550) .
Термофильный режим имеет преимущества в санитарном отношении т.к. обеспечивает дегельминтизацию осадка , кроме того дозы загрузки при термофильном режиме в 2 раза выше , т.о. можно сократить объём метантенка , а значит , и капитальные затраты на их строительство . Однако , сбраживание в термофильных условиях требует большего расхода тепла , которое не покрывается выделяемым газом, кроме того осадки после термофильного сбраживания хуже отдают воду и требуют более глубокой подготовки к механическому обезвоживанию .
Преимуществом мезофильного сбраживания является возможность обеспечения процесса теплом при сжигании газов брожения .
Газ из метантенков выделяется неравномерно , поэтому , для его сбора , хранения и последующего использования применяются мокрые газгольдеры (теплотворная способность - 21 МДж/м3 ) .
Подогрев осадка в метантенках может осуществляться :
горячей водой или острым паром циркулирующим в теплообменниках (применяются для метантенков небольших размеров ) ;
острым паром , подаваемым во всасывающую трубу насоса при поступлении и перемешивании осадка ;
непосредственно подачей острого пара в метантенки с помощью эжектирующих устройств : пар , смешиваясь с осадком конденсируется и подогревает его ;
подача пара в дозирующий приемный колодец - при этом происходит дегельминтизация осадка ( t в камерах 70...80 0С ) .
Для обеспечения равномерного подогрева всего осадка и перемешивания вновь поступившей порции осадка со сброженным применяют искусственное перемешивание :
циркуляционными насосами ;
насосами с гидроэлеватором ;
пропеллерными мешалками ;
газами брожения .
При мезофильном режиме удельный расход острого пара колеблется от 25 до 40 кг на м3 осадка ; при термофильном 50...70 кг/м3 .
При выходе газа < 10 м3/м3 при термофильном и < 5 м3/м3 при мезофильном режиме баланс тепла получается отрицательным < 5 м3/м3 - сбраживание прекращается . Мезофильное сбраживание экономически целесообразно применять до 100 тыс. м3/сутки (30...10 тыс. ) на крупных ( > 100 тыс.) станциях аэрации целесообразно термофильное сбраживание .
Для сокращения расхода тепла перед сбраживанием применяют сгущение осадков , подогрев осадков в теплообменниках осадком выпущенным из метантенков .
С целью интенсификации процесса сбраживания применяют (рециркуляцию газа под давлением ) , введение в метантенк биогенных добавок или двуокиси углерода , двухступенчатое сбраживание : 1 ступень - мезофильное сбраживание, 2 ступень - необогреваемая емкость или открытый резервуар , где происходит дображивание и уплотнение осадка . Для интенсификации процессов сбраживания , устранения торможения процессов сбраживания за счет поступления токсичных веществ и перегрузов существуют метантенки с прикрепленными микроорганизмами . Дозы загрузок в таких биореакторах увеличиваются в 2...3 раза . Время сбраживания 1 сутки ( Р=98% ), 2 суток (Р = 95% ) по сравнению с традиционными метантенками tМЕЗОФ. =14 суток, tТЕРМОФ. = 7 суток.
Увеличивается распад органического вещества до 57% , уменьшается объём сооружения в 2...3 раза .