СООРУЖЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

Сооружения механической очистки предназначены для выделения из сточной жидкости взвешенных (≈60%) и органических веществ (≈15 20%).Сооружения механической очистки располагаются в технологической последовательности, обеспечивающей извлечение вначале наиболее крупных загрязнений на решетках и ситах, затем взвеси минерального происхождения (песка) в песколовках и гидроциклонах, основной массы более мелкой взвеси в отстойниках.

Расчет решеток

Решетки обязательно устанавливают после приемной камеры перед очистными сооружениями КОС.

К проектированию принимается неподвижная наклонная решетка с механизированными граблями (если количество улавливаемых загрязнений составляет более 0,1 м³/сут). Расчетная схема решетки представлена на рисунке 2.

Исходные данные для расчета решеток:

- расчет выполняется для одной решетки;

- максимальный расчетный расход , м³/с (из таблицы 2.4);

- принимаем решетку с шириной прозоров b = 20 мм, со стержнями прямоугольной формы;

- число рабочих и резервных решеток принимаем n_p = 2 шт., п_рез = 1 шт.

- скорость движения сточных вод в прозорах решетки при максимальном притоке принимается 1,0 м/с;

- угол наклона решетки принимаем  = 60º.

Так как число рабочих решетокn_p = 2 шт и резервных решеток п_рез = 1 шт, значит подводящих каналов будет 3 шт, но постоянно использоваться будут только 2 канала. Все подводящие каналы будут иметь идентичные параметры, поэтому в таблице 8 приведены расчетные параметры одного подводящего канала.

Таблица 5.1. Расчетные параметры подводящего канала.

Расчетные расходы,	Скорость,	Ширина,	Глубина потока,	Наполнение,	Уклон канала,
0,296	1	0,3	0,7	0,33	0,02

 

Подбор типовой решетки осуществляется по общему числу прозоров n _пр, шт., и ширине В_р, мм.

 

Число прозоров решетки n _пр , шт., определяется по формуле:

 

;

 

где  – максимальный расчетный расход сточных вод, 0,296м³/с;

    b – ширина прозоров решетки, 0,02 м;

    h ₁ – глубина потока перед решеткой, 0,7м;

    V _расч – средняя скорость потока в прозорах решетки, 1,2м/с;

    k ₃ – коэффициент.

Учитывающий стеснение потока сточных вод в прозорах решетки, 1,05.

    Общая ширина решетки , м, определяется по формуле:

 

;

 

где S – толщина стержней решетки, 0,008 м;

    п – число прозоров, 22шт

    По принятому числу рабочих решеток n_p = 2 шт, определяется ширина одной решетки:

;

 

    Зная ширину решетки и глубину потока определяем площадь живого сечения потока, :

;

    Принимаем две рабочие механизированные решетки марки размером МГ7Т 800х1400 и одну резервную решетку такого же типа, со следующими характеристиками:

- число прозоров равно 31шт;

- толщина стержня равна 8 мм;

- масса решетки 1343кг.

    Теперь, зная характеристики решетки ( ), нам необходимо уточнить принятую нами глубину потока, :

;

проверяется:

- по фактической скорости , м/с, которая должна быть в пределах 0,8-1,0 м/с;

- должно соблюдаться соотношение: F _ПР ≥ 1,2 F ₁ (при механизированной очистке;

Правильность подбора решетки

где  - площадь прозоров решетки, м²;

     - площадь живого сечения подводящего канала, м².

    Так как мы приняли две рабочие решетки, то расход сточных проходящих через каждую решетку будет равен: , то есть 0,296м³/с. Тогда фактическая скорость движения воды в каждой решетке бут равна:

 

;

        

Так как фактическая скорость движения воды равна 1 м/с, и это значение находится в пределах 0,8-1,0 м/с, то можно сделать вывод, что данный расчет выполнен верно.

    Определяем площадь прозоров решетки:

;

        

Определяем площадь живого сечения подводящего канала

;

 

где  - ширина подводящего канала, принятая конструктивно, 1,26м.

Так как , и >  (F _ПР ≥ 1,2 F ₁), то можно сделать вывод, что данный расчет выполнен верно и решетка подобрана правильно.

    Потери напора на решетке, , вычисляются по формуле:

;

где k – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие

            засорения решетки, принимается равным 3.

 - коэффициент сопротивления решетки, зависящий от формы ее

            стержней и вычисляется по формуле:

;

 

где  - коэффициент формы стержней решетки, равный 2,42 для прямо-

            угольной формы стержней.

Определяем скорость потока в канале перед решеткой, , которая должна быть в пределах 0,6 – 0,8 м/с:

;

 

    Значение скорости потока в канале перед решеткой равное 0,8 м/с - попадает в интервал 0,6 – 0,8 м/с, следовательно, расчет выполнен верно.

    Определяем потери напора в решетке, :

;

    Для предотвращения образования подпора перед решеткой и исключения заиливания подводящего канала рекомендуется его дно за решеткой понижать на величину .

    Определение размеров канала для установки типовой решетки.

    Общая длина канала L, м включает:

где  - длина расширения канала для предотвращения образования вихре-

            вого потока перед решеткой, м;

     - длина уширенной части канала в месте установки решетки, м;

     - длина сужающейся части канала за решеткой, м, принимается 0,5 .

    Для предупреждения образования вихревого потока канал перед решеткой плавно уширяют путем изменения направления стенок на угол . Если ширина канала , общая ширина решетки , то длина расширения канала перед решеткой , м определяется по формуле:

    Так как , то .

Длина уширенной части канала в месте установки решетки, l, м, определяется по формуле:

где Н – строительная высота решетки, м, которая определяется по формуле:

;

где  - строительная высота, 0,3 м.

Определяем длину уширенной части канала в месте установки решеткиl, м:

;

Тогда общая длина канала L, м составит:

    Количество загрязнений, снимаемых с решетки, зависит от вида сточных вод и ширины прозоров решетки, а также от способа ее очистки.

    Объем снимаемых с решеток отбросов, , вычисляется по формуле:

;

где  - удельное количество отбросов, л/год.чел., принимается при ширине

            прозоров b = 20 мм - 8 л/год.чел.;

     - приведенное число жителей по взвешенным веществам, чел.

Вес снимаемых отбросов, , при объемном весе загрязнений 750 кг/м³ и влажности 80 %, составляет:

;

Задержанные на решетках отбросы после обеззараживания вывозятся на свалку ТБО.

Расчет песколовок

Песколовки предназначаются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) и устанавливаются перед первичными отстойниками, а при наличии в составе очистных сооружений коммутаторов – перед ними.

Применение песколовок обусловлено тем, что при совместном выделении в отстойниках минеральных и органических примесей возникают значительные затруднения при удалении осадка из отстойников и дальнейшем его сбраживании в метантенках.

Песколовки следует предусматривать при расходе сточных вод более 100 м³/сут.

Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил. Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадали песок и другие тяжелые минеральные частицы, но не выпадал легкий осадок органического происхождения.

Тип песколовки выбирается в зависимости от производительности очистных сооружений, схемы очистки и обработки осадков, характеристик взвешенных веществ и компоновочных решений КОС. В данном курсовом проекте рассчитывается горизонтальная песколовка с прямолинейным движением воды. Этот тип песколовок удовлетворяет всем нашим требованиям.

Исходные данные для расчета песколовок:

- число рабочих песколовок (отделений), п, шт, принимаем равным 2, а так-же принимаем одно резервное отделение;

- максимальный расчетный расход в песколовках, м³/с;

- минимальный расчетный расход в песколовках, , м³/с;

- глубина воды в подводящем канале при максимальном расходе ;

- диаметр задерживаемых частиц песка, ;

- гидравлическая крупность частиц песка,  или ;

- скорость в песколовке при максимальном расходе,  или

;

    Определяем площадь живого сечения лотка , , которая составит:

Определяем вертикальную турбулентную составляющую продольной скорости, , которая составит:

Определяем скорость осаждения песка расчетной крупности, которая составит:

 или

Тогда длина песколовки, , составит:

Принимаем длину песколовки , по типовому проекту.

Определяем песколовки которая  составит:

Определяем ширину песколовки, , которая составит:

У каждой из песколовок площадь зеркала воды , составит 22,00 м², а ширина 1,2м.

Произведем расчет стабилизирующего водослива для условия .

Определяем отношение максимального и минимального расходов сточных вод, К, которое составит:

.

Определяем минимальную глубину проточной части песколовки, , при минимальном расходе сточных вод, м³/с, которая составит:
    Определяем перепад между дном песколовки и порогом водослива, , который составит:

;

    Определяем ширину водослива, , которая составит:

;

где т – коэффициент расхода водослива, зависящий от условий бокового сжатия, принимается равным 0,36.

Определяем количество осадка, , которое составляет:

где - приведенное число жителей по взвешенным веществам, 157761,54чел.

 - количество песка, задерживаемого в песколовках. Для бытовых сточных вод составляет .

 

Определяем общее количество удаляемого из песколовки осадка, , при его объемном весе , что составляет:

;

Потери напора при входе воды в песколовку, в среднем для горизонтальной песколовки составляют .

Расчет песковых площадок

Удаление песка в песколовке следует предусматривать:

- вручную – при его объеме < 0,1 м³/сут;

- механическим или гидромеханическим способом с транспортированием его к приямку и последующим отводом за пределы песколовки гидроэлеваторами или песковыми насосами при количестве > 0,1 м³/сут.

Удаляемый песок содержит большое количество воды и транспортируется в виде песковой пульпы и поэтому его необходимо обезвоживать перед дальнейшей утилизацией. Для этого на КОС предусматривается устройство песковых площадок. Расчет которых выполняется по максимальной нагрузке на площадку в год, с периодической выгрузкой подсушенного песка, в следующей последовательности.

Годовое количество задержанного песка, , составляет:

 или ;

где - приведенное число жителей по взвешенным веществам,

157761,54 чел

 - количество песка, задерживаемого в песколовках. Для бытовых сточных вод составляет .

Так как объем песка составил , то значит, что удаление песка из песколовке будет вестись механическим или гидромеханическим способом.

Тогда полезная площадь песковых площадок , составляет:

где - максимальная нагрузка на песковую площадку, 3 .

Общая площадь , песковых площадок учитывает устройство подъездов и съездов автотранспорта на песковые площадки в размере 20 %.

;

    Площадь одной карты, , вычисляются из условия общего количества карт п> 2 шт. Принимаем количество карт, , равное 4 шт., тогда площадь одной карты, , что составит:

;

Все площадки ограждаются земляными валиками высотой 1 – 2 м, вода, удаляемая с песковых площадок, возвращается в канал перед песколовками для последующей обработки.