6

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ

КАФЕДРА ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Н.В. Растрыгин

Сооружения механической очистки сточных вод

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Охрана вод"

Санкт-Петербург

2003

УДК 628.33

ББК

Рецензент: кафедра Гидротехнических сооружений, конструкций и гидравлики СПГУВК

к.т.н., профессор Н.Н. Лимарь

Растрыгин Н.В. Сооружения механической очистки сточных вод: Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Охрана вод". – СПб.: СПГВК, 2003 - 134 с.

Представлены методики расчета и схемы основных типов сооружений механической очистки сточных вод.

Предназначены для студентов гидротехнического факультета, обучающихся по специальности 320600 – "Комплексное использование и охрана водных ресурсов" в качестве методических указаний к курсовому проекту, выполняемому в рамках дисциплины "Охрана вод", а так же могут быть использованы при выполнении курсовой работы по дисциплине "Экология техногенных объектов" и дипломных проектов по специализации 320605 – «Защита и восстановление природных и техногенных комплексов».

Могут быть рекомендованы студентам других факультетов при изучении дисциплин природоохранного направления.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций.

УДК 628.33

ББК

© Санкт-Петербургский государственный

университет водных коммуникаций, 2003

Содержание

1. Решетки…………………………………………………………...4

2. Песколовки………………………………………………………11

   1. Расчет горизонтальных песколовок………………………..12

   2. Расчет горизонтальных песколовок с круговым движением воды…………………………………………………………..21

   3. Расчет аэрируемых песколовок…………………………….22

   4. Расчет тангенциальных песколовок………………………..27

3. Отстойники……………………………………………………...33

   1. Расчет вертикальных отстойников…………………………33

   2. Расчет горизонтальных отстойников………………………44

   3. Расчет радиальных отстойников……………………………50

4. Гидроциклоны…………………………………………………..58

5. Сетки и микрофильтры…………………………………………66

6. Фильтры с зернистой и плавающей загрузкой………………..81

   1. Однослойные фильтры с мелкозернистой песчаной загрузкой……………………………………………………..83

   2. Однослойные фильтры с крупнозернистой загрузкой……99

   3. Двухслойные фильтры………………………………………99

   4. Двухступенчатые фильтры………………………………..102

   5. Фильтр с восходящим потоком сточной воды…………...106

   6. Каркасно-засыпные фильтры……………………………...111

   7. Фильтры с плавающей загрузкой из вспененного полистирола………………………………………………...115

   8. Фильтры с пенополиуретановой загрузкой………………121

   9. Напорные сверхскоростные фильтры…………………….124

   10. Фильтры Оксипор………………………………………….127

   11. Напорные намывные фильтры…………………………….132

Список литературы………………………………………………..134

1. Решетки

В составе сооружений по очистке хозяйственно-бытовых сточных вод, а так же смешение этих вод с другими, следует предусматривать решетки со стержнями прямоугольной, круглой и другой более сложной формы или решетки - дробилки. Их отсутствие допускается в случае подачи указанных стоков на очистные сооружения насосами, при условии установки перед ними решеток с прозорами не более 16 мм или решеток - дробилок. Тогда длина напорного трубопровода не должна превышать 500 м, а на насосных станциях обеспечивается вывоз задержанных отбросов.

Если количество задерживаемых отбросов менее 0,1 м ³/ сут, допускается принимать решетки с ручной очисткой, при больших количествах отбросов должны использоваться решетки с механизированной очисткой или решетки-дробилки. Ориентировочно, объем задерживаемых отбросов можно определить по данным табл.1 при средней их плотности 750 кг/м³и коэффициенте часовой неравномерности поступления – 2. Общее число решеток следует принимать с учетом количества рабочих сооружений, их характеристик и условий установки по табл. 2.

Таблица 1

Удельные количества отбросов, задерживаемых решетками

Ширина прозоров решетки, мм	Удельное количество отбросов, л/(челгод)
16…20	8,0
25…35	3,0
40…50	2,3
60…80	1,6
90…125	1,2

Таблица 2

Количество резервных решеток

Тип решетки	Количество решеток
	рабочих	резервных
с механизированной очисткой и прозорами шириной, мм свыше 20	1 и более	1
16…20	до 3	1
	свыше 3	2
решетки – дробилки, устанавливаемые на трубопроводах	до 3	1 (с ручной очисткой)
на каналах	до 3	1
	свыше 3	2
с ручной очисткой	1	-

При расчете решеток (рис.1) вначале определяется количество прозоров

где q – максимальный расход сточных вод, приходящийся на одну решетку, м ³/с;

b - ширина прозоров решетки, м, принимаемая на 10-20 мм меньшей диаметров проходных сечений перекачивающих насосов. В случае отсутствия данных о насосах, допускается принимать b = 16…20 мм.

h ₁- глубина воды перед решеткой, м (как правило, находится в пределах 0,5…1,5 м);

V_p– средняя скорость движения воды в прозорах решетки, равная: для механизированных решеток – 0,8…1,0 м/с, для решеток - дробилок – 1,2 м/с;

К₃– коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными примесями, К₃ = 1,05.

Расход сточных вод, приходящийся на одну решетку, м³/с,

здесь: Q – общий максимальный расход сточных вод, подаваемых на очистные сооружения, м ³/с;

N₁– число рабочих решеток.

Ширина решетки:

где, S – толщина стержней решетки, м, равная 5…16 мм.

Для избежания отложения осадка в камере решетки скорость движения воды в ней должна быть не менее 0,4 м/с. Эта скорость может быть определена исходя из уравнения неразрывности следующим образом:

Рис. 25. Фильтр Оксипор

Если расчетное значение V оказывается меньше допустимого, то необходимо скорректировать принятое число рабочих решеток и повторить расчеты.

Далее осуществляется расчет основных технологических характеристик камеры решетки и подводящего и отводящего каналов.

Ширина подводящего и отводящего каналов

(1)

где V_K - скорость движения сточных вод в канале, равная 0,8…1,0 м/с.

Длины участков расширения и сужения

(2)

где φ – угол раскрытия канала (сужения камеры решетки), принимается равным 15⁰.

Средняя длина камеры перед решеткой

где К₁=1,31,5

Средняя длина камеры за решеткой

где К₂=0,81,0.

Длина камеры решетки

Полная длина камеры решетки

Высота расположения пола над дном камеры решетки

где h₂– высота расположения пола над расчетным уровнем сточной воды в канале, принимается не менее 0,5 м.

Необходимая длина стержней в решетке

где - угол наклона решетки и к горизонту, рекомендуется принимать равным 60⁰

Потери напора в решетках

где - коэффициент местного сопротивления, определяемый по формуле

здесь: - коэффициент, зависящий от формы стержней (рис. 2) и принимаемый по табл. 3;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81м/с²;

р – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора, вследствие засорения решетки, рекомендуется принимать ориентировочно равным 3.

Рис. 2. Формы стержней решетки.

Таблица 3

Значение коэффициента, учитывающего форму стержней

Форма стержней (по рис.2)	a	b	c	d	e	f	g
Значения коэффициента 	2,42	1,83	1,67	1,035	0,92	0,76	1,79