Очистные сооружения города
.pdf
|
|
|
|
|
71 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7пр (окончание) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характеристики процесса очистки сточных вод |
|
|
||||
|
Метод: охлаждение |
|
|
|
Метод: аэрирование |
|
|
|||
Показатель |
Сооружение: брызгальный бассейн |
|
|
Сооружение: водослив-аэратор с зубчатой стенкой |
||||||
Степень очистки, %, по |
Глубина очистки |
Степень очистки, %, по |
Глубина очистки |
|||||||
качества |
отношению |
отношению |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
к исходному |
к |
|
|
|
к исходному |
к |
|
|
|
|
предыдущему |
размерность |
значение |
предыдущему |
размерность |
значение |
||||
|
значению |
значению |
||||||||
|
|
значению |
|
|
|
|
значению |
|
|
|
1 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
41 |
42 |
||
Концентрация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
взвешенных |
|
|
мг/л |
|
|
|
мг/л |
|
||
веществ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Величина |
|
|
мг/л |
|
|
|
мг/л |
|
||
БПКполн |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Температура |
- |
- |
0 |
С |
- |
|
|
0С |
|
|
71,91 |
71,91 |
|
6,63 |
|
|
|
||||
Концентрация |
- |
- |
мг/л |
- |
- |
- |
мг/л |
- |
||
растворенного |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
-350 |
-50 |
4,5 |
-500 |
-33,33 |
6 |
|||||
кислорода |
|
|
|
|||||||
Активная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
реакция среды |
|
|
|
- |
|
|
|
- |
|
|
(рН) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Coli-индекс |
|
|
шт/л |
|
|
|
шт/л |
|
||
72
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример выполнения раздела 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет решеток |
|
Расход сточных вод, приходящийся на одну решетку, м3/с, |
||||||||
q = |
Q |
= |
2,89 |
|
= 0,58, |
|
|
||
|
5 |
|
|
|
|||||
|
N |
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где: Q – максимальный суммарный расход сточных вод, Q = 10384,84 м3/ч = |
||||||||
2,89 м3/с; |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
N1 – число рабочих решеток, N1 = 5 ед. |
|||||
|
Общее число прозоров в решетках, ед., |
||||||||
n = |
q |
|
k3 = |
|
0,58 |
|
1,05 =31,88, |
||
bh1v p |
|
|
0,019 1 1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
здесь: b – ширина прозоров решетки, b = 19 мм = 0,019 м; h1 – глубина воды перед решеткой, h1 = 1 м;
vр – средняя скорость движения воды в прозорах решетки, vр = 1 м/с;
k3 – коэффициент, учитывающий стеснение прозоров решетки граблями и задержанными примесями, k3 = 1,05.
Принимаем: n = 32 ед. Ширина решетки, м,
Bp = s(n −1)+bn =0,01 (32 −1)+ 0,019 32 =0,92,
при чем, s – толщина стержней решетки, s = 10 мм = 0,01 м. Принимаем: Bр = 0,95 м.
Скорость движения воды в камере решетки, м/с,
v = |
|
q |
= |
0,58 |
|
= 0,61 > 0,4. |
|
B |
h |
0,95 |
1 |
||||
|
|
|
|||||
|
|
p 1 |
|
|
|
|
Ширина подводящего и отводящего каналов, м,
B |
= |
q |
|
= |
0,58 |
= 0,58, |
h v |
|
1 1 |
||||
к |
|
к |
|
|||
|
|
1 |
|
|
||
где: vк – скорость движения сточных вод в канале, vк = 1 м/с. Принимаем: Bк = 0,6 м.
Длины участков расширения и сужения, м,
73
lк = |
Bp − Bк |
= |
0,95 −0,6 |
= 0,65, |
||
2 |
tgϕ |
2 tg150 |
||||
|
|
|
||||
здесь, φ – угол раскрытия канала (сужения камеры решетки), φ = 150. Принимаем: lк = 0,65 м.
Средняя длина камеры перед решеткой, м,
l1 = k1Bp =1,5 0,95 =1,425,
при чем, k1 – безразмерный коэффициент, k1 = 1,5. Принимаем: l1 = 1,5 м.
Средняя длина камеры за решеткой, м,
l2 = k2Bp =1 0,95 = 0,95,
где, k2 – безразмерный коэффициент, k2 = 1. Принимаем: l2 = 0,95 м.
Длина камеры решетки, м,
L = l1 +l2 =1,5 +0,95 = 2,45.
Полная длина камеры решетки, м,
Lp = L + 2lк = 2,45 + 2 0,65 = 3,75.
Высота расположения пола над дном камеры решетки, м,
H = h1 + h2 =1+1 = 2,
здесь, h2 – высота расположения пола над расчетным уровнем сточных вод в канале, h2 =1 м.
Необходимая длина стержней в решетке, м,
lc = H tgα = 2 tg600 = 3,46,
при чем, α – угол наклона решетки к горизонту, α = 600. Коэффициент местного сопротивления решетки
4 |
|
|
|
|
4 |
|
|||
s |
|
|
|
0,01 |
|
|
|||
|
|
3 |
|
||||||
3 |
|
sin 600 = 0,28, |
|||||||
ξ = β |
|
|
sinα = 0,76 |
|
|
|
|
||
|
0,019 |
|
|||||||
b |
|
|
|
|
|
||||
где, β – коэффициент зависящий от формы стержней решетки, для ромбовидных стержней со скругленными торцами (рис. 2f и табл. 3 в [4]) – β = 0,76.
Потери напора в решетках, м,
h =ξ |
v2 |
P = 0,28 |
0,612 |
|
3 = 0,016, |
|
2g |
2 9,81 |
|||||
|
|
|
||||
здесь: g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;
74
Р – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора, вследствие засорения решетки, Р = 3.
Приведенное число жителей, чел.,
Nпр = |
1000Qc = |
1000 173980 |
= 695920, |
|
Nв/ о |
250 |
|
при чем, Nв/о – усредненная норма водоотведения, Nв/о = 250 л/(чел·сут). Принимаем: Nпр = 695920 чел.
Объем задерживаемых решетками примесей, м3/сут,
Vпр =1000NпрV365н = 10006959203658 =15,253,
где, Vн – удельное количество отбросов, Vн = 8 л/(чел·год). Масса задерживаемых примесей, т/сут,
Mпр = Vпрρ =15,253 750 =11,44, 1000 1000
здесь: ρ – средняя плотность задерживаемых примесей, ρ = 750 кг/м3. Общее количество решеток, ед.,
N = N1 + N2 = 5 + 2 = 7,
при чем, N2 – число резервных решеток, N2 = 2 ед. (табл. 2 в [4]). Расчетная схема решеток представлена на рис. 1пр.
Расчет аэрируемых песколовок
Расчетная глубина рабочей части песколовки, м, при расчетном диаметре задерживаемых частиц песка d = 0,15 мм,
Hs = U0 τ = 0,0132 60 = 0,32; ks 2,5
где: U0 – гидравлическая крупность наименьших частиц песка, U0 = 13,2 мм/с = 0,0132 м/с ( табл. 5 в [4]);
ks – эмпирический коэффициент, учитывающий влияние характера движения воды в песколовке на скорость осаждения песка, ks = 2,5 ( табл. 5 в [4]);
τ – продолжительность пребывания сточных вод в песколовке, τ = 60 с. Принимаем Hs = 0,6 м. (принятое значение должно быть больше расчетного, но
не меньше 0,6 м и не более 1,2 м).
75
А |
|
|
|
|
|
|
А |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3,46 |
|
|
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600 |
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
0,95 |
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
0,95 |
|
|
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
2,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3,75 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,019
0,01
Рис. 1пр. Расчетная схема решеток
76
Длина рабочей части песколовки, м,
L = ks H svs = 2,5 0.6 0,2 = 22,73; U0 0,0132
здесь, vs – средняя скорость движения воды в песколовке, vs = 0,2 м/с. Принимаем L = 23 м.
Длины успокоительных участков, м,
l = kL2L = 0,42 23 = 4,6;
при чем, kL – коэффициент пропорциональности, kL = 0,4. Общая длина песколовки, м,
Lc = L + 2l = 23 + 2 4,6 = 32,2.
Площадь живого сечения рабочей части песколовки, м2,
ω = |
q |
= |
10384,84 |
|
=3,61; |
|
3600vsn |
3600 0,2 |
4 |
||||
|
|
|
где: q – максимальный суммарный расход сточных вод, q = 10384,84 м3/ч (табл. 1пр);
n – число рабочих песколовок, n = 4. Общая ширина песколовки, м,
B = ω = 3,61 = 6,02. Hs 0,6
Принимаем В = 6 м.
Ширина одного отделения песколовки, м, при принятых справочных данных
(табл. 5 в [4]),
b =1,25Hs =1,25 0,6 =0,75.
Число рабочих отделений песколовки, шт,
no = Bb = 0,675 = 8.
Число резервных песколовок, шт,
np = n2 = 42 = 2.
Общее число песколовок, шт,
77
N = n + np = 4 + 2 = 6.
Приведенное количество жителей, чел.,
Nпр = |
1000Q = |
1000 173980 |
= 695920; |
|
Nв/ о |
250 |
|
здесь: Q – суммарный суточный расход сточных вод, Q = 173980 м3/сут (табл. 1пр);
Nв/о – норма водоотведения, Nв/о = 250 л/(чел·сут). Содержание песка в сточной воде, кг/м3,
C = VнNпрρ = 0,02 695920 1500 = 0,12; 1000Q 1000 173980
при чем: Vн – объем песка, задерживаемый в песколовках и приходящийся на одного человека в сутки, Vн = 0,02 л/(чел·сут);
ρ – плотность сырого песка, ρ = 1500 кг/м3. Объем осадочной части песколовки, м3,
V = |
CQt |
= |
0,12 173980 2 |
= 6,96; |
|
|
|||
oc |
nρ |
|
4 1500 |
|
|
|
|||
где, t – продолжительность хранения песка в песколовке, t = 2 сут. Объем осадочной части одного отделения песколовки, м3,
Voc1 = Voc = 6,96 = 0,87. no 8
Глубина слоя песка в песколовке, м,
hoc = Voc = 6,96 = 0,04. BLc 6 32,2
Принимаем hос = 0,05м.
Диаметр смывного трубопровода, м,
dтр = |
4Qтр |
= |
4 |
6 |
= 0,027; |
|
3600πvтр |
3600 3,14 3 |
|||||
|
|
|
||||
здесь: Qтр – расход промывной воды на один песковой лоток, Qтр = 2 м3/ч; vтр – скорость движения воды в смывном трубопроводе, vтр = 3 м/с.
Принимаем dтр = 0,03 м. Глубина пескового лотка, м,
hл ≥ 2dтр = 2 0,03 = 0,06.
78
Принимаем hл = 0,1м.
В отделениях аэрируемых песколовок предусматривается по одному песковому лотку. Поэтому объем воды, затрачиваемый на одну промывку одной песколовки, м3, составит:
Vсм = Qтр60t'no = 6 603 8 = 2,4;
при чем, t' – продолжительность промывки, t' = 3 мин.
Объем воды, затрачиваемый на одну промывку одного отделения песколовки, м3,
Vсм1 = Q60трt' = 6603 = 0,3.
Увеличение глубины песколовки за счет уклона днища в сторону пескового лотка, м,
|
|
|
|
|
h |
л |
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
||
h |
= i b − b |
л |
+ 2 |
|
|
|
= 0,4 |
|
|
0,75 − 0,4 |
+ 2 |
|
|
|
= 0,094; |
||
|
|
|
|||||||||||||||
b |
b |
|
|
tg60 |
|
|
|
|
|
tg60 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где: ib – поперечный уклон днища песколовки в сторону пескового лотка, ib= 0,4; bл – ширина пескового лотка по нижнему основанию, bл = 0,4 м.
Принимаем hb = 0,05 м.
Полная глубина песколовки, м,
Hп = Hs + hoc + h3 + hb = 0,6 +0,05 +0,3 +0,05 =1;
при чем, h3 – высота бортов песколовки, h3 = 0,3 м. Ширина пескового лотка по верхнему основанию, м,
b' |
= b + 2 |
hл |
= 0,4 + 2 |
0,1 |
= 0,52. |
|
|
||||
л |
л |
tg600 |
|
tg600 |
|
|
|
|
|||
Принимаем b'л = 0,55 м.
Диаметр верхнего основания пескового приямка, м,
Dп = kпb = 0,9 0,75 = 0,68;
здесь, kп – коэффициент пропорциональности, kп = 0,9. Принимаем Dп = 0,7 м.
Диаметр трубопровода для удаления песка из отделения песколовки, м,
doc = |
4(Voc1 +Vсм1) = |
4 (0,87 + 0,3) |
= 0,29; |
|
πvoctoc |
3,14 0,1 180 |
|
79
при чем: vос – скорость движения сжиженного песка в трубопроводе, vос = 0,1 м/с;
tос – продолжительность откачки песка, tос = t' = 3 мин = 180с. Принимаем dос = 0,3 м.
Диаметр трубопровода для удаления песка из песколовки, м,
D |
= 4(Voc +Vсм) = |
4 (6,96 + 2,4) = 0,81. |
oc |
πvoctoc |
3,14 0,1 180 |
|
Принимаем Dос = 0,85 м.
Диаметр нижнего основания пескового приямка, м,
dп = kп' dос =1,1 0,3 = 0,33;
где, k'п – коэффициент пропорциональности, k'п = 1,1. Принимаем dп = 0,35 м.
Глубина пескового приямка, м,
h = Dп − dп tgα = 0,7 −0,35 |
tg600 |
= 0,3; |
||
п |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
||
здесь, α – угол наклона стенок приямка, α = 600. Полная высота песколовки с учетом приямка, м,
Hп' = H + hп =1 + 0,3 =1,3.
Минимальная длина пескового лотка, м,
L |
|
= L |
− |
D |
|
− |
|
D 2 |
|
D |
|
2 |
0,7 |
− |
|
|
п |
|
п |
|
− |
п −b' |
= 32,2 − |
2 |
|||||||
|
л |
c |
|
2 |
|
|
2 |
|
2 |
л |
|
|
|||
− |
|
0,7 |
2 |
− |
0,7 |
−0,55 |
|
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
2 |
|
= 31,56. |
|
|
|
|
|||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глубина пескового лотка у приямка, м,
hл' = iлLл + hл = 0,005 31,56 + 0,1 = 0,26;
при чем, iл – уклон дна пескового лотка в сторону пескового приямка, iл = 0,005. Количество спрысков на смывном трубопроводе, шт.,
nсп = 2Lл = 2 31,56 =126,24; lсп 0,5
где, lсп – расстояние между спрысками, lсп = 0,5 м. Принимаем nсп = 126 шт.
Напор воды в смывном трубопроводе, м,
80
H |
0 |
= 5,6h +54 |
vтр3 |
= 5,6 0,05 +54 |
33 |
|
= 74,6; |
|
|
|
|||||
|
oc |
2g |
|
2 9,81 |
|
||
|
|
|
|
|
|||
здесь, g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2. Диаметр выходного отверстия спрысков, м,
dсп = |
4Qтр |
= |
4 6 |
|
= 0,0007; |
|
3600πµnсп |
3600 3,14 0,82 126 |
2 9,81 74,6 |
||||
|
2gH0 |
|
при чем, µ – коэффициент расхода спрысков, µ = 0,82.
Ширина канала , подводящего воду к отделению песколовки, и ширина канала, отводящего воду от отделения песколовки, м,
bк = kкb = 0,5 0,75 = 0,38;
где, kк – коэффициент пропорциональности, kк = 0,5. Принимаем bк = 0,4 м.
Глубина этих каналов, м,
h |
= |
q |
+ h = |
10384,84 |
+ 0,3 = 0,53; |
|
3600nn v b |
3600 4 8 1 0,4 |
|||||
к |
|
3 |
|
|||
|
|
o к к |
|
|
|
здесь, vк – скорость движения воды в каналах, vк = 1 м/с. Принимаем hк = 0,55 м.
Ширина канала, подводящего сточную воду к песколовке, и канала, отводящего сточную воду от песколовки, м,
Bк = |
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
10384,84 |
|
|
= 2,89. |
|
|
|
|
|||||
3600v |
|
|
(h |
− h )n |
3600 1 (0,55 −0,3) 4 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
к |
|
к |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Принимаем Bк |
|
= 2,9 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
Ширина общих подводящих и отводящих каналов, м, |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
B' |
= |
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
= |
10384,84 |
|
=11,54. |
|
|
|
|
|||||||||||
|
3600v |
|
|
(h |
− h ) |
3600 1 (0,55 − 0,3) |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
к |
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
к |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Принимаем B'к |
= 11,5 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
Напор воды на водосливы, м, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10384,84 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
hвс = 3600 |
0,42bnn |
|
|
|
2g |
= 3600 0,42 0,75 4 8 |
2 9,81 |
|
|
= 0,16. |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Высота водослива, м, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Hвс |
= 0,9 |
|
|
|
|
q |
|
|
|
= 0,9 |
10384,84 |
|
|
= 0,2. |
|
|
|
|
||||||||||||
3600nnovкbк |
3600 4 8 1 0,4 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||