Очистные сооружения города
.pdf
|
|
|
|
|
91 |
|
|
|
qt' |
(1+ r ) |
|
7249,17 2,87 (1+ 0,5) |
|
||
V = |
p |
i |
|
= |
=10402,56; |
||
|
N |
|
3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
где: q – расчетный расход сточных вод, q = 7249,17 м3/ч (табл. 4пр); N – число аэротенков, N = 3 шт.
Рабочий объем секции аэротенка, м3,
V |
= |
V |
= 10402,56 = 3467,52; |
|
|||
c |
Nc |
3 |
|
|
|
||
здесь, Nс – число рабочих секций в аэротенке, Nс = 3 шт. Ширина секции аэротенка, м,
Bc = kbh1 = 2 5 =10;
при чем: kb – коэффициент пропорциональности, kb = 2; h1 – рабочая глубина аэротенка, h1 = 5 м.
Число резервных секций в аэротенке, шт.,
Nc.p. = 0,5Nc = 0,5 3 =1,5.
Принимаем Nс.р. = 2 шт.
Общее число секций в аэротенке, шт.,
Nc' = Nc + Nc. p. = 3 + 2 = 5.
Ширина аэротенка, м,
B = Nc' Bc = 5 10 = 50.
Рабочая длина аэротенка (дли секции), м,
L |
= |
Vc |
|
= |
3467,52 |
= 69,35. |
|
B h |
10 5 |
||||||
к |
|
|
|
||||
|
|
c |
1 |
|
|
|
|
Принимаем Lк = 72 м.
Полная глубина аэротенка, м,
H = h1 +h2 =5 +0,5 =5,5;
где, h2 – высота бортов аэротенка, h2 = 0,5 м.
Диаметр магистрального трубопровода подачи сточных вод к аэротенкам, м,
D |
= |
4q |
= 4 7249,17 =1,6; |
св |
|
3600πvсв |
3600 3,14 1 |
|
|
здесь, vсв – скорость движения воды в трубопроводе, vсв = 1 м/с. Принимаем Dсв =1,6 м.
Диаметр трубопровода подачи сточных вод к аэротенку, м,
|
|
|
|
92 |
D |
= |
4q |
= |
4 7249,17 = 0,93. |
св.а. |
|
3600πNvсв |
|
3600 3,14 3 1 |
|
|
|
Принимаем Dсв.а. = 1 м.
Ширина канала подачи сточных вод к аэротенку, м,
bк = kкDсв.а. =1,2 1 =1,2;
при чем, kк – коэффициент запаса, kк = 1,2. Принимаем bк = 1,2 м.
Глубина подводящих каналов, м,
h = |
q |
|
+ h = |
7249,17 |
|
+ 0,5 =1,06; |
3600Nb v |
|
3600 3 1,2 1 |
||||
к |
2 |
|
||||
|
к |
к |
|
|
|
|
где, vк – скорость движения воды в каналах, vк = 1 м/с. Принимаем hк = 1,1 м.
Ширина распределительных водоподающих каналов, м,
bк.с. = |
|
|
q |
|
|
= |
7249,17 |
|
= 0,37. |
3600NN |
c |
(h |
− h |
)v |
3600 3 3 (1,1−0,5) 1 |
|
|||
|
|
к |
2 |
к |
|
|
|
||
Принимаем bк.с. = 0,4 м.
Расход рециркулирующего активного ила для одного аэротенка, м3/ч,
qил = qri = 7249,17 0,5 =1208,2.
N 3
Диаметр трубопровода подачи рециркулирующего возвратного активного ала к аэротенку, м,
D |
= |
4qил = |
4 1208,2 = 0,38; |
ил |
|
3600πvил |
3600 3,14 3 |
|
|
здесь, vил – скорость движения активного ила в трубопроводе, vил = 3 м/с. Принимаем Dил = 0,4 м.
Диаметр трубопровода подачи возвратного активного ила к секциям аэротенка, м,
Dил.с. = |
4qил |
= |
4 1208,2 |
= 0,22. |
|
3600πNcvил |
3600 3,14 3 3 |
||||
|
|
|
Принимаем Dил.с. = 0,25 м.
Ширина распределительного лотка возвратного ила, м,
bил.р. = kкDил.с. =1,2 0,25 = 0,3.
93
Принимаем bил.р. = 0,3 м.
Глубина распределительного лотка возвратного активного ила, м,
hил. р. = |
qил |
= |
1208,2 |
|
= 0,036; |
|
3600πN |
v |
3600 3,14 3 1 |
||||
|
|
c ил.л. |
|
|
|
|
при чем, vил.л. - скорость движения активного ила в лотке, vил.л. = 1 м/с. Принимаем hил.р. = 0,05 м.
Диаметр трубопровода отводящего иловую смесь от аэротенка к отстойникам, м,
Dотв = |
4(1+ ri )q |
= |
4 (1+ 0,5) 7249,17 |
=1,13; |
|
3600πNvотв |
3600 3,14 3 1 |
||||
|
|
|
где, vотв – скорость движения иловой смеси в трубопроводе, vотв = 1 м/с. Принимаем vотв = 1,15 м.
Ширина канала, отводящего иловую смесь, м,
Bотв = kкDотв =1,2 1,15 =1,38.
Принимаем Bотв = 1,4 м.
Глубина канала, отводящего иловую смесь, м,
Hотв = |
(1 + ri )q |
+ h2 |
= |
|
(1 + 0,5)7249,17 |
|
+ 0,5 =1,22; |
||||||
3600NB v |
|
|
3600 3 1,4 1 |
||||||||||
|
|
отв отв.к. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
здесь, vотв.к. – скорость движения иловой воды в канале, vотв.к. = 1 м/с. |
|||||||||||||
Принимаем Нотв |
= 1,25 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Ширина и глубина водосборного лотка, м, |
|
|
|||||||||||
bотв = hотв = |
|
(1 + ri )q |
|
= |
(1 + 0,5) 7249,17 |
= 0,36. |
|||||||
3600NNcvотв.к. |
3600 3 3 |
1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
Принимаем bотв = hотв = 0,4 м.
Расчет системы аэрации аэротенка
В проекте предусматриваем пневматическую среднепузырчатую систему аэрации для аэротенков.
Коэффициент, учитывающий температуру сточных вод,
n1 =1 + 0,02(T − 20) =1 + 0,02 (23,6 − 20)=1,072.
Растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л,
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
С |
|
= 1 |
+ |
a |
C |
= 1 |
+ |
|
|
8,41 |
=10; |
|
|
20,6 |
20,6 |
||||||||||
|
p |
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
||
94
где: hа – глубина погружения аэратора, hа = 4 м;
СТ – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры при атмосферном давлении, СТ = 8,41 мг/л (табл. 7 [5]).
Удельный расход воздуха на 1 м3 очищаемой сточной воды, м3/м3,
Qв.уд. = |
z(L0 |
− Lt ) |
0,9 (228,16 − 20) |
|
||
k k n n |
(C |
|
−C)= |
|
=13,6; |
|
p |
0,75 2,52 1,072 0,85 (10 − 2) |
|||||
1 2 1 2 |
|
|
|
|
||
здесь: z – удельный расход кислорода на снятие 1 мг БПКполн, z = 0,9 мг/мг; k1 – коэффициент, учитывающий тип аэратора, k1 = 0,75;
k2 – коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора, k2 = 2,52 (табл. 5 в [5]);
n2 – коэффициент качества воды, n2 = 0,85;
С – средняя концентрация кислорода в аэротенке, С = 2 мг/л. Интенсивность аэрации, м3/(м2·ч),
J = |
Qв.уд.h1 |
= |
13,6 5 |
= 23,69. |
||
t'p |
|
2,87 |
|
|||
|
|
|
|
|||
Расход воздуха на аэрацию одной секции аэротенка, м3/ч,
Qв.с. = J Ff LкBc = 23,69 0,75 72 10 =12792,6;
при чем, (f/F) – отношение площади аэрации к площади секции аэротенка, (f/F) = 0,75 (табл. 4 в [5]).
Расход воздуха на аэрацию аэротенка, м3/ч,
Qa = Qв.с.Nс =12792,6 3 = 38377,8.
Общий расход воздуха на аэрацию аэротенков, м3/ч,
Qв = Qa N = 38377,8 3 =115133,4.
Диаметр общего воздуховода, м,
D = |
4Qв = |
4 115133,4 =1,65; |
в |
3600πvв |
3600 3,14 15 |
|
где, vв – скорость движения воздуха в воздуховоде, vв = 15 м/с. Принимаем Dв = 1,65 м.
Диаметр воздуховода, подающего воздух к аэротенку, м,
D |
= |
4Qa = |
4 38377,8 = 0,95. |
в.а. |
|
3600πvв |
3600 3,14 15 |
|
|
95
Принимаем Dв.а. = 0,95 м.
Диаметр воздуховода, подающего воздух к секциям аэротенка, м,
D |
= 4Qв.с. = |
4 12792,6 = 0,55. |
в.с. |
3600πvв |
3600 3,14 15 |
|
Количество воздушных стояков и аэраторов в секции аэротенка, шт.,
n |
= n = |
Lк |
= 72 |
= 3,6; |
|
||||
в.ст. |
a |
lв.ст. |
25 |
|
|
|
|
здесь, lв.ст. – расчетное расстояние между воздушными стояками, lв.ст. = 25 м. Принимаем nв.ст. = nа = 4 шт.
Фактическое расстояние между воздушными стояками, м,
l' |
= |
Lк |
= |
72 |
=18. |
|
|
|
|
|
n |
4 |
|
|
|
|
|||||
в.ст. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
в.ст. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр воздушных стояков и аэраторов, м, |
|
|
|||||||
Dв.ст. = da = |
|
4Qв.с. |
= |
4 12792,6 |
= 0,28. |
|||||
3600πnв.ст.vв |
3600 3,14 |
4 15 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
Принимаем Dв.ст. = dа = 0,3 м.
Длина аэратора, м,
la = lв' .ст. Ff =18 0,75 =13,5.
Принимаем lа = 13,5 м.
Площадь одного выходного отверстия в аэраторе, м2,
f |
= |
πdo2 |
= |
3,14 0,0042 |
=1,26 10−5; |
|
4 |
||||||
|
|
4 |
|
|
при чем, dо – диаметр выходных отверстий, dо = 0,004 м. Суммарная площадь выходных отверстий аэратора, м2,
Fo = |
Qв.с. |
= |
12792,6 |
|
= 0,11; |
||
3600nв.ст.vо |
3600 |
4 |
8 |
||||
|
|
|
|||||
где, vо – скорость выхода воздушной струи из аэратора, vо = 8 м/с. Количество выходных отверстий в аэраторе, шт.,
n = Fo = |
0,11 |
= 8730,16. |
|
|
|||
o |
fo |
1,26 10−5 |
|
|
|||
Принимаем nо = 8730 шт.
Количество рядов выходных отверстий в аэраторе, шт.,
96
n |
= |
πda / 2 |
= |
3,14 0,28/ 2 |
=54,98. |
|
|
||||
o. p. |
|
2do |
|
2 0,004 |
|
|
|
|
|||
Принимаем nо.р. = 54 шт.
Расстояние между центрами выходных отверстий в каждом ряду, м,
lo = no. p.la = 54 13,5 = 0,084. no 8730
Расчетная схема секции аэротенка-смесителя представлена на рис. 4пр.
Расчет вторичного отстойника
Вторичные отстойники целесообразно использовать однотипные с первичными, т.е. радиальные с центральным подводом иловой смеси.
Гидравлическая нагрузка на вторичные отстойники, м3/(м2·ч),
qs = |
4,5ksho0,81 |
= |
4,5 0,4 50,8 |
|
= 0,89; |
||
(0,1ia |
i |
)0,5−0,01ai |
(0,1 147,7 10)0,5− |
0,01 10 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
где: ks – коэффициент использования объема зоны отстаивания, ks = 0,4; hо1 – глубина рабочей части отстойника, hо1 = 5 м;
аi – концентрация активного ила в осветленной сточной воде, ai = 10 мг/л
(табл. 7пр).
Необходимая площадь вторичных отстойников, м2,
F |
= |
q(1 + ri ) |
= |
7249,17 (1 + 0,5) |
=12217,71. |
|
|
||||
o |
qs |
0,89 |
|
||
|
|
|
|||
Необходимая площадь вторичных отстойников для одного аэротенка, м2,
Fo1 = FNo =122173 ,71 =3739,24.
Диаметр центральной впускной трубы, м, |
|
||||
dц.тр. = |
4q(1 + ri ) |
= |
4 7249,17 (1 + 0,5) |
= 2,24; |
|
3600NNovц.тр. |
3600 3 8 0,1 |
||||
|
|
|
|||
здесь: Nо – число рабочих отстойников для одного аэротенка, Nо = 8 шт.;
vц.тр. – скорость движения иловой смеси в центральной трубе, vц.тр. = 0,1 м/с.
Принимаем dц.тр. = 2,25 м.
|
|
|
97 |
|
|
|
|
А |
|
0,55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б-Б |
|
|
ø0,3 |
|
0,4 |
|
|
|
0,3 |
|
13,5 |
|
|
1,1 |
|
|
|
|
|
||
|
1,2 |
|
72 |
|
1,4 |
1,2 |
Б |
Б |
|
|
В |
|
В |
|
ø0,25 |
|
0,4 |
|
|
В-В |
|
|
|
0,3 |
|
|
|
|
А |
|
A-A |
|
|
1,25 |
|
0,5 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,4 |
0,4 |
|
|
1,1 |
|
0,05 |
|
|
0,4 |
|
0,4 |
0,3 |
|
|
|
4 |
5 |
|
|
5,5 |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
Рис. 4пр. Расчетная схема секции аэротенка - смесителя |
|
|
||
98
Число резервных отстойников для одного аэротенка, шт.,
No. p. = N2o = 82 = 4.
Принимаем Nо.р. = 4 шт.
Общее число отстойников для одного аэротенка, шт.,
No' = No + No. p. =8 + 4 =12.
Общее число вторичных отстойников, шт.,
∑No = NNo' =3 12 = 36.
Диаметр и высота раструба центральной впускной трубы, м,
d p = hp =1,35dц.тр. =1,35 2,25 = 3,04.
|
Принимаем dp |
= h |
p =3,1 м. |
|
|
|
|||
|
Диаметр полупогружного кожуха, м, |
|
|
||||||
D = |
4q(1+ ri ) |
+ d |
2 |
= |
4 7249,17 (1 + 0,5) |
2 |
= 4,2; |
||
|
|
p |
|
+3,1 |
|||||
к |
3,6πvкNNo |
|
|
|
3,6 3,14 20 3 8 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
при чем, vк – скорость движения иловой смеси в зазоре между полупогружным кожухом и раструбом центральной впускной трубы, vк = 20 мм/с.
Принимаем Dк = 4,2 м.
Диаметр отстойника, м,
D |
= |
|
|
4Fo1 |
|
+ D2 |
|
= 4 3739,24 + 4,22 = 24,75. |
|||||||||||||||
o |
|
|
|
|
πNo |
|
|
к |
|
|
|
|
3,14 8 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Принимаем Dо |
= 25 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
Прирост активного ила для одного аэротенка, т/сут, |
|||||||||||||||||||||
P = β |
|
|
RaV |
|
=1,5 |
2124,08 10402,56 |
=9,82; |
|
|||||||||||||||
a |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
i |
|
|
|
106 |
|
|
|
|
|
|
2,25 106 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
ηi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где, β – коэффициент прироста активного ила, β = 1,5. |
|||||||||||||||||||||
|
|
Расход избыточного активного ила от одного аэротенка, м3/ч, |
|||||||||||||||||||||
qp |
= |
1000Pi |
= |
1000 9,82 |
=1181,71. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
aи |
|
|
8,31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Расход осадка из одного отстойника, м3/ч, |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
qr |
|
|
qp |
|
|
7249,17 0,5 |
|
1181,71 |
|
|||||||||
q |
|
= |
|
|
|
i |
+ |
|
|
= |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
= 298,74. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
oc1 |
|
|
NNo |
|
|
No |
|
|
|
|
3 8 |
|
|
|
8 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Диаметр трубопровода для удаления осадка из отстойника, м,
|
|
|
|
99 |
|
doc = |
4qoc1 |
= |
4 298,74 |
|
=1,03; |
|
3600πvoc |
3600 3,14 0,1 |
|
||
здесь, vос – скорость движения осадка в трубопроводе, vос = 0,1 м/с. Диаметр нижнего основания приямка, м,
dп = kп(dц.тр. + 2dос)=1,2 (2,25 + 2 1,05)= 5,22;
при чем, kп – коэффициент запаса, kп = 1,2. Принимаем dп = 5,2 м.
Диаметр верхнего основания приямка, м,
D |
= d |
п |
+ 2 |
hп |
= 5,2 + 2 |
1 |
= 6,88; |
|
|
||||||
п |
|
|
tgβ |
|
tg500 |
||
|
|
|
|
|
|||
h2"
h2'
где: hп – глубина приямка, hп = 1 м;
β – угол наклона стенок приямка, β = 500.
Увеличение глубины осадочной части отстойника у приямка, м,
|
D − D |
|
25 |
−6,9 |
0,05 |
= 0,45; |
|
= |
o |
п i = |
|
||||
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
здесь, i – уклон днища отстойника в сторону приямка, i = 0,05. Принимаем h"2 = 0,45 м.
Глубина осадочной части у стенок отстойника, м,
= h2' н + h2' ос = 0,3 + 0,4 = 0,7;
при чем: h'2н – высота нейтрального слоя, h'2н = 0,3 м; h'2ос – глубина слоя ила, h'2ос = 0,4 м.
Принимаем h'2 = 0,7 м.
Глубина осадочной части отстойника, м,
h2 = h2' + h2" = 0,7 +0,45 =1,15.
Полная глубина отстойника, м,
H = h1 + h2 + h3 = 5 +1,15 +0,5 = 6,65.
Полная глубина отстойника с учетом приямка, м,
H '= H + hп = 6,65 +1 = 7,65.
Диаметр отражательного щита, м,
dщ =1,3d p =1,3 3,1 = 4,03.
Принимаем dщ = 4 м.
100
Высота зазора между нижней кромкой раструба центральной трубы и отражательным щитом, м,
h |
= |
q(1 + ri ) |
= |
7249,17 (1 + 0,5) |
= 2,03; |
||
3,6NNod pvз |
3,6 3 8 3,1 20 |
|
|||||
заз |
|
|
|
||||
где, vз – скорость движения иловой смеси в зазоре, vз = 20 мм/с. Принимаем hзаз = 2,05 м.
Диаметр трубопровода, подводящего иловую смесь к отстойнику, м,
dтр = |
4q(1 |
+ ri ) |
= |
4 7249,17 (1 + 0,5) |
= 0,4; |
|
3600πNNovтр |
3600 3,14 3 8 1 |
|||||
|
|
|
||||
здесь, vтр – скорость движения иловой смеси в трубопроводе, vтр = vотв = 1 м/с. Диаметр трубопровода, отводящего осветленную сточную воду от
отстойника, м,
dотв = |
4q |
= |
4 7249,17 |
8 1 |
= 0,33; |
|
3600πNNovтр' |
|
3600 3,14 3 |
|
при чем, v'тр – скорость движения воды в трубопроводе, v'тр = 1 м/с. Принимаем dотв = 0,35 м.
Диаметр трубопровода, отводящего осветленную сточную воду от отстойников одного аэротенка, м,
D |
= |
4q |
= |
4 7249,17 = 0,93. |
отв |
|
3600πNvтр' |
|
3600 3,14 3 1 |
|
|
|
Принимаем Dотв = 0,95 м.
Диаметр трубопровода, отводящего осветленную сточную воду от отстойников всех аэротенков, м,
Dм |
= |
4q |
= 4 7249,17 =1,6. |
отв |
|
3600πvтр' |
3600 3,14 1 |
|
|
Принимаем Dмотв = 1,6 м.
Диаметр трубопровода, отводящего возвратный активный ил от отстойника, м,
dв.и. = |
4qri |
= |
4 7249,17 0,5 |
|
= 0,13; |
|
3600πNNovв.и. |
3600 3,14 3 8 |
3 |
||||
|
|
|
где, vв.и. – скорость движения возвратного активного ила в трубопроводе, vв.и. = vил = 3 м/с.
Принимаем dв.и. = 0,15 м.