Магистерская диссертация на тему: Расчет сооружений для механической очистки сточных вод

Введение

На основании того, что каждый город и промышленное предприятие имеют комплекс подземных самотечных трубопроводов, очистных и других сооружений, с помощью которых осуществляется отвод использованных и отработавших вод, очистка и обеззараживание их, а также обработка и обезвреживание образующихся при этом осадков с одновременной утилизацией ценных веществ. Такие комплексы называются системами водоотведения (канализации). Которые служат для санитарно-экологического и гигиенического благополучия жителей и местности (области, края, республики).

Сточные воды образуются при использовании природной или водопроводной воды для бытовых целей и технологических процессов промышленных предприятий. К сточным водам относятся также атмосферные.

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать очистные сооружений канализации на 160000 человек, а также разработать мероприятия по очистке природных и сточных вод, контроля качественных показателей и определить технологический процесс очистки природных и сточных вод.

1. Исходные данные

Наименование данных

Вариант

Место расположения города (область, край)

Курганская

Число жителей города

Норма водоотведения, л/сут на человека

Расход промышленных стоков, м3/сутки

Физико-химические характеристики промышленных стоков

- концентрация взвешенных веществ, мг/л

- органическая загрязненность по БПКП, мг/л

- рН

- температура, °С

Данные по водоему

- категория водоема

- минимальный расход водоема при 95%-ой обеспеченности, м3/с

- средняя скорость течения при минимальном расходе, м/с

- максимальная глубина водоема при низком горизонте, м

- концентрация растворенного кислорода, мг/л

- взвешенные вещества, мг/л

- количество органических загрязнений по БПК5, мг/л

- отметки уровней воды, м

- водоиспользование водоема ниже выпуска сточных вод, км

Грунты на площадке очистных сооружений

Плотная глина

Глубина залегания грунтовых вод на площадке ОСК, м

1. Общая характеристика объекта водоотведения города

Город в Курганской области численность населения 160 000чел.

Климат умеренный, по общим характеристикам относится к умеренному континентальному (переходный от умеренно континентального к резко континентальному), характеризующийся особенностями, свойственными зоне лесостепи всего Южного Урала (с холодной малоснежной зимой и жарким сухим летом). Уральские горы, препятствуя прохождению влажных воздушных масс, усиливают континентальность климата. Характерной особенностью климата является недостаточное увлажнение с периодически повторяющейся засушливостью.

Глубина залегания грунтовых вод - 3,8м

Грунтом на площадке очистных сооружений канализации является плотная глина

2. Определение основных расчетных характеристик проекта и выбор схем очистки сточных вод

3.1 Определение расчетной производительности очистных сооружений канализации (ОСК)

Согласно наиболее часто применяемой в России полой раздельной системой водоотведения, предполагающей совместную очистку бытовых и производственных сточных вод. Для расчета концентрации загрязнений смеси бытовых и производственных вод и необходимой степени очистки, необходимо определить среднесуточные расходы этих вод.

Определим расчетную производительности ОСК (м3/сут) в зависимости от суммарного расхода бытовых и производственных сточных вод:

=43200+2950=46150м3/сут (1)

где, =43200 м3/сут - среднесуточный расход бытовых сточных вод,

=2950 м3/сут - среднесуточный расход промышленных сточных вод,

=43200 м3/сут (2)

где, q - норма водоотведения на одного человека, л/челĤсут,

N - число жителей, чел.

Среднесуточный расход производственных сточных вод определяется на основе технологических данных по конкретному предприятию либо по справочным данным для предприятия-аналога.

Для расчета большинства сооружений очистки необходимо знать максимальный секундный расход. Наиболее точное его определение возможно по суммарному почасовому графику притока бытовых и производственных сточных вод как при подаче насосами, так и при самотёчном поступлении. При отсутствии таких данных допускается вычислять максимальный секундный расход как произведение среднесекундного на общий коэффициент неравномерности. Для бытовых сточных вод это Кgen.max. по таблице 2 приложение 4. Для производственных - принимается по данным технологов. В курсовом Кgen.max. принято равным 1.

При необходимости проверки работы сооружений при минимальном расходе для вычисления последнего для бытовых сточных вод используется Кgen.min, принимаемый также по таблице 2 приложение 4 методических рекомендаций.

Средний часовой расход находим делением среднесуточного расхода на 24 часа:

=1800м3/час, (3)

=122,92м3/час, (4)

=1800+122,92=1922,92 м3/час, (5)

Определим средний секундный расход:

=0,5м3/с, (6)

=0,03414м3/с, (7)

=0,5+0,03414=0,53414м3/с, (8)

Определим максимальный (минимальный) секундный расход бытовых стоков:

=1,5*0,5=0,75м3/с;

=0,66*0,5=0,33м3/с;

где, Кmax=1,5; Кmin=0,66 - общие коэффициенты неравномерности притока сточных вод, принятые согласно Приложения 4 методических рекомендаций/

2.2 Определение расчетного числа жителей

Для определения расчетного числа жителей необходимо определить приведенное число жителей (Nпр) вычисляемое с учетом эквивалентного числа жителей (Nэкв - число жителей, внося которые вносят такое же количество загрязнений, что и данный расход производственных сточных вод.) учитывающее влияние производственных сточных вод на состав общего стока.

Приведенное число жителей (Nпр) определяется как сумма расчетного N и эквивалентного Nэкв числа жителей:

=160000+5803,28=165803чел, (10)

Эквивалентное число жителей от каждого промышленного предприятия определяется по формуле:

=5803,28 чел. (11)

где, - среднесуточный расход промышленных сточных вод;

Спр - концентрация загрязнений промстоков;

а* - количество загрязнений, вносимых одним человеком в сточные воды в сутки, г/чел*сут.

а*=65+60+13+10,5+2,5+1,5=152,5 г/сут;

а1 Взвешенные вещества = 65 г/сут,

а2 - БПК5 неосветленная жидкость = 60 г/сут,

а3 - азот общий = 13 г/сут,

а4 - азот аммонийных солей = 10,5 г/сут,

а5 - фосфор общий = 2,5 г/сут,

а6 - фосфор фосфатов Р-РО4 = 1,5 г/сут.

2.3 Определение расчетных концентраций загрязнений общего стока

Определение необходимой степени очистки и расчёт очистных сооружений канализации производится по основным показателям загрязнений, которыми являются количество взвешенных веществ и сумма органических загрязнений, выраженных БПКполн. Кроме того для определения возможности осуществления биологической очистки определяется содержание поступающих в ОСК сточных вод биологических элементов. На каждые 100 мл/л БПКполн должно приходиться не менее 5 мг/л азота N и 1 мг/л фосфора Р.

Основными загрязнениями общего стока являются взвешенные вещества и органические загрязнения, выраженные БПКп. Эти показатели используются в основном для определения необходимой степени очистки сточных вод и расчета сооружений очистной станции канализации.

Концентрация загрязнений бытовых сточных вод, мг/л определяется по формуле:

=564,815мг/л (12)

где, Сбыт - концентрация вычисляемого вида загрязнений, мг/л;

qн - норма водоотведения на одного человека, л/челĤсут.

Расчетная концентрация загрязнений общего стока, мг/л определяется по формуле:

=547,89мг/л (13)

где, Сбыт и Спр - концентрация вычисляемого вида загрязнений соответственно бытовых и производственных сточных вод, мг/л;

- расход бытовых сточных вод, м3/сут.

- расход производственных сточных вод, м3/сут.

3.4 Определение требуемой степени очистки сточных вод

Общие условия выпуска сточных вод в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной значимостью этих водоемов, характером водопользования и их самоочищающей способностью и регулируются "Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения".

Гигиенические требования к составу и свойствам воды водных объектов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Гигиенические требования к составу и свойствам воды водных объектов

Показатели состава и свойств воды водного объекта

Единицы измерения

Тип водопользования

Санитарно-бытовые

Рыбохозяйственные

Хозяйственно-питьевое

Культурно-бытовое

Воспроизводство ценных пород рыб

Для других рыбохозяйственных целей

Растворенный кислород

мг/л

БПКпол при t=20°С

мгО2/л

Повышение содержания взвешенных веществ

мг/л

не более чем на

3.4.1 Определение коэффициента смешения

Для определения необходимой степени очистки по основным показателям нужно знать значение коэффициента смешения сточных вод с водой водоема, куда будут сбрасываться очищенные сточные воды, в данном случае. При спуске сточных вод в проточные водоемы коэффициент смешения определяется по полуэмпирической зависимости:

где qр-расход воды (при 95%-ной обеспеченности) в створе реки у места выпуска;

q - расход сточных вод, м3/с;

L -5900 м расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по течению (фарватеру, определяемое как расстояние до ближайшего пункта водопользования (Lф=6,9км), уменьшенное на 1 км; L=Lф-1000=6900-1000=5,900 м

- коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения:

Где ξ - коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоем (при самотечном выпуске у берега = 1, при выпуске в фарватере реки = 1,5);

- коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния от места выпуска до расчетного створа по фарватеру к расстоянию между этими же пунктами по прямой =Lф/ L=6900/5900=1,1695;

Е - коэффициент турбулентной диффузии:

где Vср - 0,47 м/с средняя скорость течения при минимальном расходе,

Нср -3,2 м средняя глубина водоема на участке между выпуском сточных вод и расчетным створом,.

Кратность разбавления в расчетном створе:

3.4.2 Определение необходимой степени очистки сточных вод

Степень очистки сбрасываемых в водоем сточных вод определяется по количеству взвешенных веществ, допустимой величине БПК и количеству растворенного в водоеме кислорода.

Согласно санитарным правилам, предельно допустимое содержание взвешенных веществ в сточных водах, мг/л , спускаемых в водоем определяется по формуле:

где, р =0,75 - допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, определяемое в зависимости от категории водопользования по таблице 1.

Сr - 12 мг/л содержание взвешенных веществ в водоеме до выпуска сточных вод,;

Определим Э необходимую степень очистки сточных вод по взвешенным веществам:

где, Собщ- 547,89 - содержание взвешенных веществ до очистки, мг/л.

Допустимая БПК сточных вод, подлежащих сбросу в водоём, рассчитывается на основании баланса биохимической потребности в кислороде смеси речной воды и сточных вод в расчетном створе, г/м3 по формуле

где к1 и к2 - константы скорости потребления кислорода сточной и речной водой, определяемые опытным путем:

к1 = 0,16; к2 = 0,1;

LN - 6 мг/л - предельно допустимое значение БПКполн смеси речной и сточной воды в расчетном створе, таблица 1;

Lr - 2,7 мг/л -БПКполн воды в водоёме до места выпуска сточных вод;

t - время движения сточных вод до расчётного створа, сут, которое можно вычислить из соотношения

=3,48ч=0,145 сут (21)

Необходимую степень очистки сточных вод по растворенному кислороду Lст, г/м3, определим по формуле:

где, О = 4,0 г/м3, минимальное содержание кислорода в воде;

В соответствии с правилами спуска сточных вод в воде водоема после смешения ее со сточной водой содержание растворенного кислорода должно быть не ниже 4 мг/л.

Принимаем О = 4 мг/л = 4 г/м3;

Qр = 7,15 г/м3 - содержание растворенного кислорода в речной воде до места выпуска очищенных сточных вод,;

Lст, Lр - полное биохимическое потребление О2 соответственно сточными водами и речной водой, г/м3:

Lр = БПКполн;

Необходимая степень очистки Э определяется по формуле:

где, Lа - БПКполннеосв сточных вод, поступающих на очистку

Lст - принимаем максимально возможное значение по БПК

3.5 Выбор схемы очистки сточных вод

Требуемая степень очистки определяет метод и тип очистных сооружений. Если требуемая степень очистки по взвешенным веществам более 50 %, а снижение БПК находится в пределах 80 %, то назначается частичная биологическая очистка (механическая очистка и последующая доочистка на сооружениях частичной биохимической очистки). При необходимости снижения БПК более, чем на 80 % применяется полная биологическая очистка.

В настоящее время, исходя из современных санитарных норм защиты водоёмов от загрязнений, практически всегда принимается полная биологическая очистка, с доведением БПКn очищенных сточных вод до 15…20 мг/л.

Выбор типа очистных сооружений и схемы очистки производится на основе анализа местных условий: производительности станции, наличия достаточной площадки земельного участка, климатических, грунтовых и почвенных условий, рельефа местности, обеспеченности электроэнергией, наличия местных материалов и др.

Обработка городских сточных вод, представляющих собой смесь бытовых и промышленных сточных вод, производится обычно в такой последовательности: механическая очистка на решетках, в песколовках и первичных отстойниках; биологическая очистка на аэротенках или в биофильтрах и вторичных отстойниках; обеззараживание и выпуск в водоем либо повторное использование в промышленности или сельском хозяйстве. Обработка осадков может производиться в метантенках с последующим механическим обезвоживанием и термической сушкой либо высушиванием на иловых площадках.

В таблице 2 приведены рекомендации для выбора типа сооружений по очистке городских сточных вод.

Таблица 2 - Данные для выбора типа сооружений по очистке сточных вод

Наименование сооружений

Производительность очистной станции, м3/сут

до 50

до 300

до 500

до 10000

до 30000

до 50000

более 50000

При механической очистке

Решетки

Песколовки:

вертикальные

горизонтальные

с круговым движением воды

Отстойники:

двухъярусные

вертикальные

Х

Х

Х

горизонтальные

радиальные

Х

Метантенки

Иловые площадки

Вакуум-фильтры

Хлораторные установки

Оглавление

- Исходные данные

- Общая характеристика объекта водоотведения города

- Определение основных расчетных характеристик проекта и выбор схемы очистки сточных вод

- Определение расчетной производительности канализационной очистной станции

- Определение расчетного числа жителей

- Определение расчетных концентраций загрязнений общего стока

- Определение требуемой степени очистки сточных вод

- Определение коэффициента смешения

- Определение необходимой степени очистки сточных вод

- Выбор схемы очистки сточных вод

- Расчет очистных сооружений

- Расчет сооружений для механической очистки сточных вод

- Приемная камера

- Решетки

- Песколовки

- Первичные отстойники

- Преаэраторы и биокоагуляторы

- Сооружения биологической очистки сточных вод

- Биофильтры

- Аэротенки

- Вторичные отстойники

- Расчет сооружений для обработки осадка

- Илоуплотнители

- Метантенки

- Иловые площадки

- Песковые площадки

- Сооружения по обеззараживанию сточных вод Заключение

- 5. Литература

- Графическая часть проекта

- Лист 1, формат А1, А2, Генплан очистных сооружений, выполненный в масштабе 1500 или 11000, с указанием размеров основных сооружений, технологических трубопроводов, инженерных сетей, дорог, элементов благоустройства

- Лист 2, формат А1, А2 План и разрез одного из сооружений очистной станции, выполненные в масштабе 150 или 1100

- Дата выдачи 15 ___10____2019г

- Срок окончания 28 ___02____2020г

Список литературы

На основании того, что каждый город и промышленное предприятие имеют комплекс подземных самотечных трубопроводов, очистных и других сооружений, с помощью которых осуществляется отвод использованных и отработавших вод, очистка и обеззараживание их, а также обработка и обезвреживание образующихся при этом осадков с одновременной утилизацией ценных веществ. Такие комплексы называются системами водоотведения (канализации). Которые служат для санитарно-экологического и гигиенического благополучия жителей и местности (области, края, республики).

Сточные воды образуются при использовании природной или водопроводной воды для бытовых целей и технологических процессов промышленных предприятий. К сточным водам относятся также атмосферные.

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать очистные сооружений канализации на 160000 человек, а также разработать мероприятия по очистке природных и сточных вод, контроля качественных показателей и определить технологический процесс очистки природных и сточных вод.

1. Исходные данные

Наименование данных

Вариант

Место расположения города (область, край)

Курганская

Число жителей города

Норма водоотведения, л/сут на человека

Расход промышленных стоков, м3/сутки

Физико-химические характеристики промышленных стоков

- концентрация взвешенных веществ, мг/л

- органическая загрязненность по БПКП, мг/л

- рН

- температура, °С

Данные по водоему

- категория водоема

- минимальный расход водоема при 95%-ой обеспеченности, м3/с

- средняя скорость течения при минимальном расходе, м/с

- максимальная глубина водоема при низком горизонте, м

- концентрация растворенного кислорода, мг/л

- взвешенные вещества, мг/л

- количество органических загрязнений по БПК5, мг/л

- отметки уровней воды, м

- водоиспользование водоема ниже выпуска сточных вод, км

Грунты на площадке очистных сооружений

Плотная глина

Глубина залегания грунтовых вод на площадке ОСК, м

1. Общая характеристика объекта водоотведения города

Город в Курганской области численность населения 160 000чел.

Климат умеренный, по общим характеристикам относится к умеренному континентальному (переходный от умеренно континентального к резко континентальному), характеризующийся особенностями, свойственными зоне лесостепи всего Южного Урала (с холодной малоснежной зимой и жарким сухим летом). Уральские горы, препятствуя прохождению влажных воздушных масс, усиливают континентальность климата. Характерной особенностью климата является недостаточное увлажнение с периодически повторяющейся засушливостью.

Глубина залегания грунтовых вод - 3,8м

Грунтом на площадке очистных сооружений канализации является плотная глина

2. Определение основных расчетных характеристик проекта и выбор схем очистки сточных вод

3.1 Определение расчетной производительности очистных сооружений канализации (ОСК)

Согласно наиболее часто применяемой в России полой раздельной системой водоотведения, предполагающей совместную очистку бытовых и производственных сточных вод. Для расчета концентрации загрязнений смеси бытовых и производственных вод и необходимой степени очистки, необходимо определить среднесуточные расходы этих вод.

Определим расчетную производительности ОСК (м3/сут) в зависимости от суммарного расхода бытовых и производственных сточных вод:

=43200+2950=46150м3/сут (1)

где, =43200 м3/сут - среднесуточный расход бытовых сточных вод,

=2950 м3/сут - среднесуточный расход промышленных сточных вод,

=43200 м3/сут (2)

где, q - норма водоотведения на одного человека, л/челĤсут,

N - число жителей, чел.

Среднесуточный расход производственных сточных вод определяется на основе технологических данных по конкретному предприятию либо по справочным данным для предприятия-аналога.

Для расчета большинства сооружений очистки необходимо знать максимальный секундный расход. Наиболее точное его определение возможно по суммарному почасовому графику притока бытовых и производственных сточных вод как при подаче насосами, так и при самотёчном поступлении. При отсутствии таких данных допускается вычислять максимальный секундный расход как произведение среднесекундного на общий коэффициент неравномерности. Для бытовых сточных вод это Кgen.max. по таблице 2 приложение 4. Для производственных - принимается по данным технологов. В курсовом Кgen.max. принято равным 1.

При необходимости проверки работы сооружений при минимальном расходе для вычисления последнего для бытовых сточных вод используется Кgen.min, принимаемый также по таблице 2 приложение 4 методических рекомендаций.

Средний часовой расход находим делением среднесуточного расхода на 24 часа:

=1800м3/час, (3)

=122,92м3/час, (4)

=1800+122,92=1922,92 м3/час, (5)

Определим средний секундный расход:

=0,5м3/с, (6)

=0,03414м3/с, (7)

=0,5+0,03414=0,53414м3/с, (8)

Определим максимальный (минимальный) секундный расход бытовых стоков:

=1,5*0,5=0,75м3/с;

=0,66*0,5=0,33м3/с;

где, Кmax=1,5; Кmin=0,66 - общие коэффициенты неравномерности притока сточных вод, принятые согласно Приложения 4 методических рекомендаций/

2.2 Определение расчетного числа жителей

Для определения расчетного числа жителей необходимо определить приведенное число жителей (Nпр) вычисляемое с учетом эквивалентного числа жителей (Nэкв - число жителей, внося которые вносят такое же количество загрязнений, что и данный расход производственных сточных вод.) учитывающее влияние производственных сточных вод на состав общего стока.

Приведенное число жителей (Nпр) определяется как сумма расчетного N и эквивалентного Nэкв числа жителей:

=160000+5803,28=165803чел, (10)

Эквивалентное число жителей от каждого промышленного предприятия определяется по формуле:

=5803,28 чел. (11)

где, - среднесуточный расход промышленных сточных вод;

Спр - концентрация загрязнений промстоков;

а* - количество загрязнений, вносимых одним человеком в сточные воды в сутки, г/чел*сут.

а*=65+60+13+10,5+2,5+1,5=152,5 г/сут;

а1 Взвешенные вещества = 65 г/сут,

а2 - БПК5 неосветленная жидкость = 60 г/сут,

а3 - азот общий = 13 г/сут,

а4 - азот аммонийных солей = 10,5 г/сут,

а5 - фосфор общий = 2,5 г/сут,

а6 - фосфор фосфатов Р-РО4 = 1,5 г/сут.

2.3 Определение расчетных концентраций загрязнений общего стока

Определение необходимой степени очистки и расчёт очистных сооружений канализации производится по основным показателям загрязнений, которыми являются количество взвешенных веществ и сумма органических загрязнений, выраженных БПКполн. Кроме того для определения возможности осуществления биологической очистки определяется содержание поступающих в ОСК сточных вод биологических элементов. На каждые 100 мл/л БПКполн должно приходиться не менее 5 мг/л азота N и 1 мг/л фосфора Р.

Основными загрязнениями общего стока являются взвешенные вещества и органические загрязнения, выраженные БПКп. Эти показатели используются в основном для определения необходимой степени очистки сточных вод и расчета сооружений очистной станции канализации.

Концентрация загрязнений бытовых сточных вод, мг/л определяется по формуле:

=564,815мг/л (12)

где, Сбыт - концентрация вычисляемого вида загрязнений, мг/л;

qн - норма водоотведения на одного человека, л/челĤсут.

Расчетная концентрация загрязнений общего стока, мг/л определяется по формуле:

=547,89мг/л (13)

где, Сбыт и Спр - концентрация вычисляемого вида загрязнений соответственно бытовых и производственных сточных вод, мг/л;

- расход бытовых сточных вод, м3/сут.

- расход производственных сточных вод, м3/сут.

3.4 Определение требуемой степени очистки сточных вод

Общие условия выпуска сточных вод в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной значимостью этих водоемов, характером водопользования и их самоочищающей способностью и регулируются "Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения".

Гигиенические требования к составу и свойствам воды водных объектов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Гигиенические требования к составу и свойствам воды водных объектов

Показатели состава и свойств воды водного объекта

Единицы измерения

Тип водопользования

Санитарно-бытовые

Рыбохозяйственные

Хозяйственно-питьевое

Культурно-бытовое

Воспроизводство ценных пород рыб

Для других рыбохозяйственных целей

Растворенный кислород

мг/л

БПКпол при t=20°С

мгО2/л

Повышение содержания взвешенных веществ

мг/л

не более чем на

3.4.1 Определение коэффициента смешения

Для определения необходимой степени очистки по основным показателям нужно знать значение коэффициента смешения сточных вод с водой водоема, куда будут сбрасываться очищенные сточные воды, в данном случае. При спуске сточных вод в проточные водоемы коэффициент смешения определяется по полуэмпирической зависимости:

где qр-расход воды (при 95%-ной обеспеченности) в створе реки у места выпуска;

q - расход сточных вод, м3/с;

L -5900 м расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по течению (фарватеру, определяемое как расстояние до ближайшего пункта водопользования (Lф=6,9км), уменьшенное на 1 км; L=Lф-1000=6900-1000=5,900 м

- коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения:

Где ξ - коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоем (при самотечном выпуске у берега = 1, при выпуске в фарватере реки = 1,5);

- коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния от места выпуска до расчетного створа по фарватеру к расстоянию между этими же пунктами по прямой =Lф/ L=6900/5900=1,1695;

Е - коэффициент турбулентной диффузии:

где Vср - 0,47 м/с средняя скорость течения при минимальном расходе,

Нср -3,2 м средняя глубина водоема на участке между выпуском сточных вод и расчетным створом,.

Кратность разбавления в расчетном створе:

3.4.2 Определение необходимой степени очистки сточных вод

Степень очистки сбрасываемых в водоем сточных вод определяется по количеству взвешенных веществ, допустимой величине БПК и количеству растворенного в водоеме кислорода.

Согласно санитарным правилам, предельно допустимое содержание взвешенных веществ в сточных водах, мг/л , спускаемых в водоем определяется по формуле:

где, р =0,75 - допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, определяемое в зависимости от категории водопользования по таблице 1.

Сr - 12 мг/л содержание взвешенных веществ в водоеме до выпуска сточных вод,;

Определим Э необходимую степень очистки сточных вод по взвешенным веществам:

где, Собщ- 547,89 - содержание взвешенных веществ до очистки, мг/л.

Допустимая БПК сточных вод, подлежащих сбросу в водоём, рассчитывается на основании баланса биохимической потребности в кислороде смеси речной воды и сточных вод в расчетном створе, г/м3 по формуле

где к1 и к2 - константы скорости потребления кислорода сточной и речной водой, определяемые опытным путем:

к1 = 0,16; к2 = 0,1;

LN - 6 мг/л - предельно допустимое значение БПКполн смеси речной и сточной воды в расчетном створе, таблица 1;

Lr - 2,7 мг/л -БПКполн воды в водоёме до места выпуска сточных вод;

t - время движения сточных вод до расчётного створа, сут, которое можно вычислить из соотношения

=3,48ч=0,145 сут (21)

Необходимую степень очистки сточных вод по растворенному кислороду Lст, г/м3, определим по формуле:

где, О = 4,0 г/м3, минимальное содержание кислорода в воде;

В соответствии с правилами спуска сточных вод в воде водоема после смешения ее со сточной водой содержание растворенного кислорода должно быть не ниже 4 мг/л.

Принимаем О = 4 мг/л = 4 г/м3;

Qр = 7,15 г/м3 - содержание растворенного кислорода в речной воде до места выпуска очищенных сточных вод,;

Lст, Lр - полное биохимическое потребление О2 соответственно сточными водами и речной водой, г/м3:

Lр = БПКполн;

Необходимая степень очистки Э определяется по формуле:

где, Lа - БПКполннеосв сточных вод, поступающих на очистку

Lст - принимаем максимально возможное значение по БПК

3.5 Выбор схемы очистки сточных вод

Требуемая степень очистки определяет метод и тип очистных сооружений. Если требуемая степень очистки по взвешенным веществам более 50 %, а снижение БПК находится в пределах 80 %, то назначается частичная биологическая очистка (механическая очистка и последующая доочистка на сооружениях частичной биохимической очистки). При необходимости снижения БПК более, чем на 80 % применяется полная биологическая очистка.

В настоящее время, исходя из современных санитарных норм защиты водоёмов от загрязнений, практически всегда принимается полная биологическая очистка, с доведением БПКn очищенных сточных вод до 15…20 мг/л.

Выбор типа очистных сооружений и схемы очистки производится на основе анализа местных условий: производительности станции, наличия достаточной площадки земельного участка, климатических, грунтовых и почвенных условий, рельефа местности, обеспеченности электроэнергией, наличия местных материалов и др.

Обработка городских сточных вод, представляющих собой смесь бытовых и промышленных сточных вод, производится обычно в такой последовательности: механическая очистка на решетках, в песколовках и первичных отстойниках; биологическая очистка на аэротенках или в биофильтрах и вторичных отстойниках; обеззараживание и выпуск в водоем либо повторное использование в промышленности или сельском хозяйстве. Обработка осадков может производиться в метантенках с последующим механическим обезвоживанием и термической сушкой либо высушиванием на иловых площадках.

В таблице 2 приведены рекомендации для выбора типа сооружений по очистке городских сточных вод.

Таблица 2 - Данные для выбора типа сооружений по очистке сточных вод

Наименование сооружений

Производительность очистной станции, м3/сут

до 50

до 300

до 500

до 10000

до 30000

до 50000

более 50000

При механической очистке

Решетки

Песколовки:

вертикальные

горизонтальные

с круговым движением воды

Отстойники:

двухъярусные

вертикальные

Х

Х

Х

горизонтальные

радиальные

Х

Метантенки

Иловые площадки

Вакуум-фильтры

Хлораторные установки