Определение допустимой температуры СВ на выпуске

 

Допустимая температура СВ на выпуске, ºС:

 

Тст=n∙Тдоп+Тфон;

 

Тдоп - допустимое увеличение температуры воды водоема после выпуска СВ, ºС, Тдоп=2 ºС;

Тфон - температура воды в реке, ºС, по заданию в летний период Тлфон=22 ºС, в зимний период Тзфон=6 ºС;

В летний период: Тст=2,5∙2+22=27ºС;

В зимний период: Тст=2,5∙2+6=11ºС;

Определение допустимых концентраций на выпуске в водоем

 

По взвешенным веществам

 

Для определения допустимых концентраций составляется баланс загрязнений до расчетного створа и после.

 

Сст∙qw+Ср∙γ∙Qр=(Сдопвзв+Ср)∙(qw+γ∙Qр); (22)

 

где Ср=Сфон - содержание взвешенных веществ в реке до выпуска СВ,мг/л,

по заданию в летний период слфон=5,3 мг/л, в зимний период сзфон=4,8 мг/л;

Qp - расход воды в реке, м3/с, по заданию Qp=4,5 м3/с;

Сдопвзв - допустимое увеличение взвешенных веществ в воде водоема после выпуска сточных вод, мг/л, для культурно-бытового водоема

Сдопвзв=0,75 мг/л;

Сст - допустимая концентрация загрязнений по взвешенным веществам при сбросе в водоем, мг/л, определяется по формуле

 

Сст = n ∙ Сдопвзв + Сфон

 

В летний период: Слст = 2,5 ∙ 0,75 + 5,3=7,175 мг/л;

В зимний период: Сзст = 2,5 ∙ 0,75 + 4,8=6,675 мг/л;

Подставляем полученные данные в исходный баланс загрязнений в летний период до расчетного створа и после,

Слст∙qw+Ср∙γ∙Qр=(Сдопвзв+Ср)∙(qw+γ∙Qр);

,175∙1,3+5,3∙0,43∙4,5=(0,75+5,3)∙(1,3+0,43∙4,5);

19,58=19,57;

Определяем общий эффект очистки по очистным сооружениям в летний период

 

Элочист=(Спост - Свып)/Спост∙100%;

 

где Спост - концентрация загрязнения СВ, поступающих на очистку, мг/л,

Спост =19,58мг/л;

Свып - концентрация загрязнения СВ на выпуске в водоем, мг/л,

Свып =19,57мг/л;

Элочист=(19,58 - 19,57)/19,58∙100%=0,05%;

В зимний период:

Сзст∙qw+Ср∙γ∙Qр=(Сдопвзв+Ср)∙(qw+γ∙Qр);

,675∙1,3+4,8∙0,43∙4,5=(0,75+4,8)∙(1,3+0,43∙4,5);

17,9655=17,95425;

 

Определяем общий эффект очистки по очистным сооружениям в зимний период

 

Эзочист=(Спост - Свып)/Спост∙100%;

Эзочист=(19,9655 - 19,95425)/19,9655∙100%=0,062%;

 

По БПК20

 

Допустимая концентрация загрязнений по БПК20 при сбросе в водоем Lст, мг/л, определяется по формуле

 

Lст = (n-1)/(10-Кст ∙ t) ∙ (Lпр.доп - Lр ∙ 10-Кр ∙ t) + (Lпр.доп)/(10-Кст ∙ t); (23)

где Кст, Кр - константы скорости потребления кислорода сточной и речной водой;

n - кратность разбавления;

t - продолжительность движения сточной воды,

 

t = lф / (Vср ∙ 86400); (24)

t = 500 / (1,5 ∙ 86400) = 0,0038 сут

 

При t< 0,25 сут принимаем t = 0,25 сут

Lпр.доп - предельно допустимое значение БПК20 в расчетном створе, мл/л;

 

По кислороду

 

Допустимая концентрация кислорода при сбросе в водоем LстО2, мг/л, определяется по формуле

 

LстО2 = (n-1)/0,4 ∙ (Ор - 0,4Lр - Опр.доп) - Опр.доп / 0,4; (25)

 

где Ор - содержание кислорода в речной воде до выпуска сточных вод, мг/л;

,4 - коэффициент пересчета БПК20 в двухсуточное;

Опр.доп - предельно допустимая концентрация кислорода в расчетном створе, мл/л;

Все расчеты представлены в таблице 2.

Подбор Приемной камеры

 

qсmax = 2381,99 л/с

Отсюда следует, что диаметр трубопровода D= 2×900 мм;

марка приемной камеры: ПК-2-90

размеры камеры (В×L×H): 2000×3200×2000 мм

 

Расчет решеток

 

По максимальному суточному расходу выбираем типовой проект № 902-2-370.83 (УДК 696.12)

Здание решеток с тремя механизированными решетками типа РМУ-4

Врт = 1500 мм

Нр = 2000 мм

размеры здания 33000×9000 мм

Задаемся значениями:

hmax = Нр - 0,5(м) = 2 - 0,5 = 1,5 м

Vр = 0,9 м/с

Определяем число прозоров n:

 

n = qсmax / (b ∙ hmax ∙ Vр) ∙ Кз; (28)

 

где b - прозор, b = 16 мм = 0,016 м;

Кз - коэффициент, учитывающий стеснение прозоров отбросами, Кз=1,05;

n = 2,38 / (0,016 ∙ 1,5 ∙ 0,9) ∙ 1,05 = 116

Определяем общую ширину решеток

 

Вробщ = S ∙ (n-1) + b ∙ n; (29)

Вробщ = 0,01 ∙ (116-1) + 0,016 ∙ 116 = 3,006 м

 

Определяем количество рабочих решеток:

 

Nр = Вробщ / Врт; (30)

Nр = 3,006 / 1,500 = 2

Производим расчет подводящего канала перед решеткой по [10] для прямоугольных каналов, расчет будем вести в табличной форме:

 

 

Определяем потери напора в решетках hp, м:

 

hp = ζ ∙ (Vp2 / 2g) ∙ K; (31)

ζ = β ∙ (s/b)4/3 ∙ sin α; (32)

 

где ζ - коэффициент, учитывающий местные сопротивления;

К - коэффициент увеличения потерь напора за счет засорения решеток, К=3;

β - коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения стержней;

α - угол установки решетки, α = 90º;

ζ = 1,83 ∙ (0,01/0,016)4/3 ∙ sin 90 = 0,98

hp = 0,98 ∙ (0,92 / 2 ∙ 9,8) ∙ 3 = 0,12 м

Проверяем минимальную скорость в канале перед решеткой:

 

Vmin = qmin / (Bk ∙ hkmin); (33)

Vmin = 0,559 / (1,6 ∙ 0,48) = 0,72 м/с

 

Определяем количество отбросов с решеток Qотб, м3/сут

Qотб = (аотб ∙ Nпрвзв ∙ Котб) / (1000 ∙ 365); (34)

 

где аотб = 8л/чел.год - количество отбросов на одного человека в год по сухому веществу при значении прозоров 16 мм, по [1]

Котб = 2 - коэффициент, учитывающий крупные фракции;

Qотб = (8 ∙ 582634 ∙ 2) / (1000 ∙ 365) = 25,5 м3/сут

Определяем массу отбросов р, кг

 

р = Qотб ∙ γ / 1000; (35)

 

где γ - объемная масса отбросов, γ=750 кг/м3

р = 25,5 ∙ 750 / 1000 = 19,125 кг

Расчет песколовок

 

Так как у нас qw > 70000 м3/сут, принимаем аэрируемые песколовки.

Площадь живого сечения ωs, м2

 

ωs = qw / Vs; (36)

 

где qw - максимальный секундный расход, qw = 2382/1000 = 2,382 м3/с

Vs - допустимая скорость в песколовках, Vs = 0,12 м/с;

ωs = 2,382 / 0,12 = 19,85 м2

Выбираем типовой проект № 902-2-372.83 (УДК 628.334.2)

В = 3м

Н = 2,1 м

ωт = 6,3 м2

Количество песколовок:

 

N = ωs / ωт; (37)

N = 19,85/6,3 = 3,15 Принимаем 4.

 

Длина песколовок

 

Ls = (1000 ∙ Ks ∙ Hs ∙ Vs) / U0; (38)

 

где Ks - коэффициент использования песколовки, по [1, табл.27] Ks = 2,08;

U0 - гидравлическая крупность песка, мм/с, по [1, табл.27] U0 = 18,7 мм/с;

Hs = Н/2 для аэрируемых песколовок, Hs = 2,1/2 = 1,05 м;

Ls = (1000 ∙ 2,08 ∙ 1,05 ∙ 0,12) / 18,7 = 14 м

По типовому проекту принимаем Ls =12м + вставка 3м = 15м

Итак, размеры песколовок следующие:

 

Рисунок 1 - Схема песколовок

 

Количество песка Qп, м3/сут:

 

Qп = ап ∙ Nпрвзв / 1000; (39)

 

где ап = 0,03 л/чел.сут. - суточное количество песка на одного человека;

Qп = 0,03 ∙ 582634 / 1000 = 17,5 м3/сут

Площадь песковых площадок Fп, м2

 

Fп = Qп ∙ 365 ∙ K / qп; (40)

 

где qп=2,5 м3/м2.год - нагрузка на песковые площадки при высоте оградительных валиков 1-2 м;

K - коэффициент, учитывающий валики и дороги, К=1,2;

Fп = 17,5 ∙ 365 ∙ 1,2 / 2,5 = 3066 м2

Принимаем две площадки, их размеры:

 

B=L=Ö(Fп / 2) (41)

B=L=Ö(3066 / 2) = 39,2 м

 

Расход воздуха на аэрацию Qairпеск, м3/ч

 

Qairпеск = Is ∙ F = Is ∙ B ∙ Ls; (42)

 

где Is = 4,5 м3/м2.час - интенсивность подачи воздуха;

Qairпеск = 4,5 ∙ 12 ∙ 15 = 810 м3/ч

Расход технологической воды для смыва песка

 

qh = Vл ∙ Lsc ∙ bsc ∙ 4; (43)

 

где Vл = 0,0065 м/с - восходящая скорость смывной воды

Lsc = Ls - В = 15-3 = 12 м;

bsc = 0,5м - ширина пескового лотка;

qh = 0,0065 ∙ 12 ∙ 0,5 ∙ 4 = 0,156 л/с

 

Первичные отстойники

 

Так как у нас qw > 60000 м3/сут, принимаем радиальные отстойники.

Выбираем типовой проект № 902-2-379,83 (УДК 628,16,066,7)

Dset= 40 м; den= 6 м; Нset= 3,65 м

Схема представлена на рис.

 

Рисунок 2 - Схема радиального отстойника

 

Гидравлическая крупность U0, мм/с, определяется по формуле

 

U0 = (1000 ∙ Hset ∙ Kset) / (α ∙ tset ∙ (Hset ∙ Kset/h)n); (44)

 

где Hset - глубина зоны отстаивания, Hset = 3,65 м;

Kset - коэффициент использования объема, по [1, табл. 31] для радиальных отстойников с центральным впуском Kset= 0,45;

α - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод (зимнюю), α=1,32;

tset - продолжительность отстаивания частиц, сек, в лабораторном сосуде d=120 мм при высоте слоя жидкости в нем h;

tset = 900 - (270-200)/(300-200) ∙ (900-640) = 718 сек.

h=0,5 м - высота слоя жидкости;

n - коэффициент, учитывающий агломерацию взвеси, для городских сточных вод n=0,25;

U0 = (1000 ∙ 3,65 ∙ 0,45) / (1,32 ∙ 718 ∙ (3,65 ∙ 0,45/0,5)0,25) = 1,29 мм/с

Определим производительность одного отстойника qset, м3/ч:

 

qset = (3,6 ∙ π /4) (Dset2 - den2) ∙ Kset ∙ (U0 - νtb); (45)

 

где νtb - турбулентная составляющая, зависит от скорости движения воды, при V=6 мм/с νtb=0,01;

qset = (3,6 ∙ π /4) (402 - 62) ∙ 0,45 ∙ (1,29 - 0,01) = 2547,1 м3/ч

Количество отстойников N определяется по формуле

 

N = qw / qset; (46)

N = 8575 / 2547,1 = 3,36 ≈ 4

Биохимическая очистка

 

Так как у нас Len = 251,5 > 150 мг/л, принимаем одноступенчатые Аэротенки-вытеснители с отдельной регенерацией активного ила.