Водоснабжение промышленных предприятий

метки: Водоснабжение, Предприятие, Промышленный, Сточный, Аэротенк, Отстойник, Определяться, Скорость

Под системой водоотведения принято понимать комплекс санитарных мероприятий и инженерных сооружений, обеспечивающих сбор и быстрое удаление за пределы населённых мест и промышленных предприятий загрязнённых сточных вод, их очистку, обезвреживание и обеззараживание.

Сточные воды представляют собой один из видов жидких или разбавленных водой твёрдых отбросов. Основное загрязнение сточных вод — физиологические выделения человека и животных, отходы и отбросы, получающиеся при мытье продуктов питания, посуды, помещений, стирке белья, спуске домового мусора, а также сточные воды, образующиеся в технологических процессах, на промышленных предприятиях. Бытовые и многие производственные воды и отбросы содержат значительное количество органических веществ, которые могут загнивать, что очень опасно для людей, животных и рыб. Содержащиеся в сточной жидкости различные химические соединения, нефтепродукты, жиры, масла, смолы, ядовитые вещества способны убить всё живое на земле и в водоёмах. Накопление сточной жидкости на поверхности и в глубине почвы, а также в водоёмах вызывает загрязнение окружающей местности и атмосферы, исключает возможность использования водоёмов для хозяйственных целей и является причиной возникновения инфекционных заболеваний.

В данном курсовом проекте требуется запроектировать систему водоотведения мясокомбината в г. Гомеле с соблюдением требуемых показателей качества воды при сбросе в городскую канализационную сеть.

1. Природно-климатические условия

водоснабжение мясокомбинат сточный жироловка

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать систему водоснабжения мясокомбината, который находится в г. Гомеле.

Природно-климатическая характеристика района расположения данного объекта согласно [1]:

• абсолютная минимальная температура воздуха минус 37 єС;
• температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,98 минус 28 єС, 0,92 минус 24 єС;
• температура воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98 минус 34 єС, 0,92 минус 29 єС;
• температура воздуха холодного периода обеспеченностью 0,94 минус 11,5 єС;
• сумма отрицательных средних месячных температур минус 21,8 єС;
• среднее месячное атмосферное давление на высоте установки барометра за январь — 993,7 гПа;
• среднее месячное атмосферное давление на высоте установки барометра за июль — 990,3 гПа;
• среднее атмосферное давление на высоте установки барометра за год 992,5 гПа;
• средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца года (июля) 23 єС;
• абсолютная максимальная температура воздуха 36 єС;
• средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 часов наиболее теплого месяца (июля) 58 %;
• средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 часов наиболее холодного месяца (января) 82 %;
• средняя из максимальных глубин промерзания грунта за год 65 см;
• наибольшая из максимальных глубин промерзания грунта 130 см;
• тип грунта — легкий пылеватый суглинок, подстилаемый на глубине до одного метра моренным суглинком;
• максимальная из средних скоростей ветра по румбам в июле 3,7 м/с;
• минимальная из средних скоростей ветра по румбам в январе 4,7 м/с;
• продолжительность залегания устойчивого снежного покрова 106 дней.

2. Характеристика основных технологических процессов на мясокомбинате

Вода и ее применение в современных технологиях

... воды (в твердой фазе) состав­ляет 74,6; с повышением температуры она падает. Так, при 20° С диэлектрическая проницаемость воды равна 81. Многочисленные схемы строения молекулы воды являются гипотетическими, построенными на ... ней от­носится, тем выше как ученый стоит в ряду своих коллег. Автор обращает также внимание на то, что без воздуха жизнь возможна (анаэробы), а без воды ее нет. ...

Мясокомбинат производит убой скота и его дальнейшую переработку для выпуска разнообразной мясной продукции. Мясокомбинат специализируется на трех основных производствах :

• мясожировое производство;
• мясоперерабатывающее производство;
• производство технических фабрикатов.

Мясожировой цех состоит из следующих участков :

• участок первичной переработки скота всех видов;
• субпродуктовый участок;
• кишечный участок;
• участок вытопки жиров;
• эндокринно-ферментный участок;
• шкуропосолочный участок;
• санитарная бойня;
• участок предубойного содержания скота.

Поступивший на мясокомбинат крупный рогатый скот (КРС) загоняется в специальный бокс, где оглушается электротоком. Затем туши поднимаются лебедкой и перемещаются на конвейер обработки КРС. В процессе обработки снимается шкура, удаляются внутренности, головы, ноги, которые затем идут на линию обработки субпродуктов. Мясные туши распиливаются на полутуши и поступают в холодильник на охлаждение или замораживание. Переработка свиней отличается от переработки КРС ошпаркой и опалкой шерсти в специальной газовой печи и удалением остатков шерсти в скребмашинах. Мягкие субпродукты обрабатываются на специальном оборудовании, с применением горячей воды, укладываются в полиэтиленовые блоки и подаются в холодильник.

Мясоперерабатывающий цех включает в себя следующие отделения:

• сырьевое отделение;
• машинное отделение;
• ливерное отделение;
• термическое отделение;
• кулинарное отделение.

Производство колбас и полуфабрикатов осуществляется в начале процесса на одном и том же оборудовании и включает в себя: мойку сырья и кишок, измельчение мяса на фарш, шприцевание оболочек, обжарку и варку колбасных изделий и копченостей в кирпичных тупиковых камерах. Полуфабрикаты изготавливаются на котлетных автоматах и другом оборудовании, расположенном в колбасном цехе. Ливерные колбасы, зельцы и другая ливерная продукция изготавливается на специальной ливерной линии. Производство пельменей осуществляется на специальной пельменной линии с полным циклом приготовления фарша, специй, теста и специальных добавок. Замораживание пельменей осуществляется холодом, вырабатываемым аммиачной компрессорной участка.

Сырьем для сухих кормов являются: продукция санитарной бойни, отходы колбасного производства и кости, оставшиеся после отделения мяса в колбасном цехе. Предварительно из костей вытапливается костный жир. Все сырье варится в паровых вакуумных котлах. После варки оно поступает в центрифугу для отделения жидкости. Затем сырье сушится в сушильных паровых котлах и в дальнейшем идет для измельчения на мельницы.

Кроме трех основных производств на мясокомбинате существуют вспомогательные и подсобные производства.

• котельная;
• компрессорная;
• мойка автомашин;
• бытовой корпус;
• стройцех;
• административный корпус.

3. Количественный состав сточных вод мясокомбината

Количество потребляемой воды за сутки составляет Qобщ = 4000 м3/сут.

Количество воды, которое проходит очистку на локальных очистных сооружениях до использования составляет Q1 = 3570 м3/сут, а воды, которая используется на предприятии без очистки составляет Q2 = 430 м3/сут.

Количество воды, которое проходит очистку на локальных очистных сооружениях до сброса в городскую канализационную сеть составляет Q1? = 3400 м3/сут, а воды, которая сбрасывается без очистки составляет Q2?? = 105 м3/сут.

Среднечасовой расход сточных вод Qср.ч, м3/ч, определяется по формуле

; (1)

м3/ч.

Среднесекундный расход сточных вод Qср.с, м3/с, определяется по формуле

; (2)

м3/с.

4. Качественный состав сточных вод

Так как сточная вода от различных производственных процессов на мясокомбинате схожа по качественному составу, то устраиваем общесплавную канализационную сеть.

Анализируя состав и концентрацию загрязнений в сточных водах от мясокомбината [2], и в соответствии с ПДК [3] установили какие показатели концентрации загрязняющих веществ превышают норму (таблица 1).

Таблица 1 Нормативные и действительные значения показателей загрязняющих веществ в сбрасываемой сточной воде

Наименование показателя	Ед. измерения	Норматив	Действительное значение
Температура	0С	—	18-25
Прозрачность по шрифту	см	—	0,5
pH	—	6,5-9,0	6,5-8,5
Взвешенные вещества	мг/дм3	500	1500
Жиры	мг/дм3	50	1000
Запах холодной воды	балл	—	5
Цвет	—	—	Красновато-бурый
Жесткость общая	мг-экв/дм3	—	10
БПК5	мгО2/дм3	400	800
Нефтепродукты	мг/дм3	1	—
Ca2+	мг/дм3	—	75
Mg2+	мг/дм3	—	50
Фосфаты	мг/дм3	15	40
Свободная углекислота	мг/дм3	—	100
Сухой остаток	мг/дм3	1000	1500
ХПК	мгО2/дм3	1300	2000
Хлориды	мг/дм3	500	900
Азот аммонийный	мг/дм3	20	150
NH4+	мг/дм3	—	30
NO2-	мг/дм3	—	0,02
NO3-	мг/дм3	—	0,05
СПАВ	мг/дм3	2,5	—
Сульфаты	мг/дм3	250	500

Качество сточной воды, сбрасываемое в городскую канализацию мясокомбинатом, не отвечает в полной мере требованиям по ПДК [3].

За норматив выходят следующие показатели: взвешенные вещества, жиры, БПК5, фосфаты, сухой остаток, ХПК, хлориды, азот аммонийный, сульфаты. Для данных показателей загрязнения сточной воды необходимо предусмотреть меры для их удаления.

5. Выбор технологической схемы очистки сточных вод на мясокомбинате

В зависимости от вида, состава и свойств производственных сточных вод, их загрязненности и специфики загрязняющих веществ, условий повторного использования и отведения сточных вод применяются различные методы очистки сточных вод: механический, физико-химический, химический и биологический.

В сточных водах мясокомбината за норматив выходят следующие показатели: взвешенные вещества, жиры, БПК5, фосфаты, хлориды, сульфаты, сухой остаток, ХПК, азот аммонийный.

От взвешенных веществ очищают следующие сооружения: песколовки, отстойники, гидроциклоны, фильтры, реагентная обработка.

Жиры можно удалить с помощью жироловок, а так же с помощью коагулирования, флотации.

БПК5 уменьшается на песколовках, отстойниках, аэротенках, биофильтрах, ЦОК, полях орошения, биологических прудах.

Фосфаты, хлориды, сульфаты удаляются путем введения в сточную воду различных реагентов на реагентной обработке.

Азот устраняется на песколовках, отстойниках с преаэрацией или биокагуляцией, аэротенках, биофильтрах, аэротенках-денитрификаторах.

ХПК удаляется на песколовках, аэротенках и реагентной обработкой.

Сухой остаток достигает нормы в процессе очистки.

Жироловки. Представляет собой горизонтальный резервуар, в котором всплывающие мелкие вещества (жиры) за время прохождения по нему жидкости успевают подняться наверх и могут быть отделены от сточной воды.

Флотация. Флотация используется для удаления из сточных вод нефтепродуктов, жиров и других веществ. Процесс основан на всплывании дисперсных частиц вместе с пузырьками воздуха. Процесс флотации состоит в том, что молекулы нерастворенных частиц прилипают к пузырькам воздуха и всплывают вместе с ними на поверхность воды.

Песколовки. Для задержания тяжелых нерастворимых примесей, преимущественно песка, применяются песколовки различных конструкций. Расчет и проектирование их аналогичны расчету и проектированию песколовок для очистки бытовых вод. Применение их в схемах очистки производственных СВ улучшает работу последующих очистных сооружений и облегчает их эксплуатацию. По направлению движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с вращательным движением жидкости; последние делятся на тангенциальные и аэрируемые [4].

Отстойники. Отстаивание является самым простым, наименее трудоемким и дешевым методом выделения из сточной воды грубодиспергированных примесей, плотность которых отличается от плотности воды. Для улавливания из сточных вод нерастворенных загрязнений применяют отстойники периодического (контактные) и непрерывного (проточные) действия. В практике очистки сточных вод в основном используются отстойники непрерывного действия. Выбор типа и числа отстойников при проектировании должен производиться на основании технико-экономического их сравнения с учетом местных условий. Вертикальные отстойники целесообразно применять при производительности очистной станции до 20000 м3/сут; горизонтальные — более 15000 м3/сут; радиальные — более 20000 м3/сут; осветлители со взвешенным слоем осадка применяют при производительности очистной станции до 100000 м3/сут. Расчет их производится аналогично отстойникам, применяемым в бытовой канализации, исходя из необходимого времени отстаивания для достижения заданного эффекта очистки [4].

Гидроциклоны. Осаждение взвеси в гидроциклонах происходит под действием центробежной силы, которая может в десятки раз превышать силу тяжести. Поэтому осаждение взвеси в этих аппаратах происходит за более короткий срок, соответственно объем их меньше объема отстойника. Они могут быть открытыми (безнапорными) и закрытыми (напорными).

Центробежная сила возникает при тангенциальном вводе жидкости в аппарат. Гидроциклоны используются для осветления сточных вод, сгущения осадков [5].

Фильтры. Они нашли широкое применение для доочистки производственных сточных вод, содержащих мелкодисперсную взвесь, эмульгированные масла, смолы и нефтепродукты, после отстаивания, флотации, биологической очистки. Применяются открытые безнапорные и закрытые напорные фильтры. Определенными преимуществами с точки зрения эффективности отмывки загрязнений обладают каркасно-засыпные фильтры. На фильтры с зернистой загрузкой допускается подача сточной воды с концентрацией нефтепродуктов до 50 мг/дм3 и взвешенных веществ до 100 мг/дм3 [6].

Аэротенки применяют для полной и неполной биологической очистки сточных вод. Аэротенки представляют собой резервуары, в которых очищаемая сточная вода и активный ил насыщаются воздухом и перемешиваются.

Сточные воды поступают в аэротенки, как правило, после сооружений механической очистки. Концентрация взвешенных веществ в них не должна превышать 150 мг/дм3, а допускаемая БПКполн зависит от типа аэротенка. Для обеспечения нормального хода процесса биологического окисления в аэротенк необходимо непрерывно подавать воздух, что достигается с помощью пневматической, механической или пневмомеханической систем аэрации.

Аэротенки могут быть одноступенчатыми и двухступенчатыми, при этом в том и другом случае их применяют как с регенерацией, так и без нее. Одноступенчатые аэротенки без регенерации применяют при БПКполн сточной воды не более 150 мг/дм3, с регенерацией — более 150 мг/дм3 и при наличии вредных производственных примесей. Двухступенчатые аэротенки применяют при очистке высококонцентрированных сточных вод.

По структуре движения потоков очищаемой сточной воды и возвратного активного ила различают; аэротенки-вытеснители — сточная вода и возвратный активный ил подаются сосредоточенно с одной из торцевых сторон аэротенка, а выпускаются также сосредоточенно с другой торцевой стороны; аэротеики-смесители — подача и выпуск сточной воды и ила осуществляется равномерно вдоль длинных сторон коридора аэротенка; аэротенки с рассредоточенной подачей сточной воды — сточная вода подводится в нескольких точках по длине аэротенка, а отводится сосредоточенно из его торцевой части; возвратный ил подается сосредоточенно в начало аэротенка. Аэротенки-вытеснители целесообразно применять при БПКполн поступающей сточной воды до 300 мг/дм3, а аэротенки-смесители — при БПКполн до 1000 мг/дм3.

Аэротенки-нитрификаторы целесообразно применять при отсутствии в сточных водах посторонних органических примесей. Нитрификация осуществляется при невысокой степени очистки воды. Для более эффективного задержания нитрифицирующего ила целесообразно использовать тонкослойные блоки в конце аэротенков [6].

Биологический фильтр — сооружение, в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биологической пленкой, образованной колониями микроорганизмов. Отработанная и омертвевшая пленка смывается протекающей сточной водой и выносится из тела биофильтра. Необходимый для биохимического процесса кислород воздуха поступает в толщу загрузки путем естественной и искусственной вентиляции фильтра.

Метод почвенной очистки сточных вод на полях фильтрации и орошения основан на способности самоочищения почвы в условиях, близких к естественным. Поля орошения — это спланированные земельные участки, предназначенные для очистки сточных вод и для выращивания на них сельскохозяйственных культур. Поля фильтрации предназначены только для очистки сточных вод.

Сущность процесса очистки заключается в поглощении растворенных органических веществ сточных вод пленкой микроорганизмов, находящейся на поверхности частичек почвы. Интенсивное окисление и нитрификация происходят в верхнем слое почвы, по мере увеличения глубины содержание кислорода падает, и окисление происходит только за счет процесса денитрификации. Применение почвенных методов очистки рекомендуется при расходах сточных вод до 5000 — 10000 м3/сут. Сточные воды, направляемые на поля фильтрации и орошения, должны предварительно отстаиваться. Это необходимо для снижения содержания в них яиц гельминтов на 50/60%. Для орошения могут быть использованы производственные стоки, которые не содержат веществ, вредно влияющих на растения [6].

Реагентное хозяйство. Коагуляцией примесей воды называется процесс укрупнения мельчайших коллоидных и диспергированных частиц, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения.

Коллоидные и тонкодисперсные примеси воды обладают определенной агрегативной устойчивостью, обусловленной наличием вокруг частиц гидратных оболочек или двойного электрического поля. Большинство коллоидных частиц природных вод в диапазоне рН 6,5 — 7,5 имеют на грануле отрицательный заряд. Его нейтрализация, разрушение диффузного слоя и гидратной оболочки достигается введение в воду электролита и золей с противоположным зарядом. В качестве электролитов (коагулянтов) применяют соли железа и алюминия.

При введении в воду коагулянтов нарушается агрегативная устойчивость, заряд частиц снижается до нуля. Такое состояние коллоидной системы называется изоэлектрическим.

Действие коагулянта в воде сводится к трем основным процесса: коагуляция (образование первичных агрегатов), флокуляция (укрупнение частиц при столкновении), соосаждение и сорбция [7].

Анализируя применяемые очистные сооружения для указанных загрязнений необходимо выявить общие закономерности и составить схему технологической очистки.

Применяем следующую схему технологической очистки: жироловка, песколовка, реагентное хозяйство, первичный отстойник, аэротенк-смеситель с регенератором, вторичный отстойник.

Так как расход сточных вод Qср.сут = 3400 м3/сут, то принимаем горизонтальную песколовку с круговым движением воды (до 70000 м3/сут).

Для удаления фосфатов, хлоридов, сульфатов применяем реагентную обработку. В качестве коагулянта применяем оксихлорид алюминия.

В качестве первичного отстойника принимаем вертикальный отстойник (производительность ОС до 20000 м3/сут).

В качестве сооружений биологической очистки в данном курсовом проекте целесообразнее применить аэротенки-смесители с регенератором, так как на очистку идут производственные сточные воды с относительно небольшими колебаниями состава, а значение загрязнения по БПК превышает 300 мг/дм3.

Для вторичного отстаивания применим вторичные вертикальные отстойники.

В итоге имеем следующую схему технологической очистки: горизонтальная песколовка с круговым движением воды, жироловка, реагентное хозяйство, первичный вертикальный отстойник, аэротенк-смеситель с регенератором, вторичный вертикальный отстойник.

6. Расчет очистных сооружений мясокомбината

6.1 Расчет горизонтальной жироловки

В данном курсовом проекте применяем горизонтальную жироловку для задержания грубодисперсных жировых частиц.

Горизонтальная жироловка представляет собой отстойник (рисунок 1), разделенный продольными стенками на параллельные секции. Сточная вода из отдельно расположенной распределительной камеры поступает по самостоятельным трубопроводам через щелевую перегородку в каждую секцию. Освобожденная от жиров вода в конце секции проходит под затопленной стенкой и через водослив переливается в отводящий трубопровод.

Рисунок 1 Горизонтальная жироловка: 1 — подводящая труба; 2 — щелевая распределительная перегородка; 3 — жиросборная труба; 4 — механизм передвижения скребков; 5 — скребковый транспортер; 6 — трубопровод отвода осветленной воды; 7 — гидроэлеватор;8 — подача воды к гидроэлеватору; 9 — отвод осадка.

Всплывшие жиры сгоняются скребковым механизмом к щелевым поворотным трубам и выводятся по ним из секции. Осадок, выпадающий на дно, тем же транспортером сгребается к приямку, откуда его периодически удаляют гидроэлеваторами.

Приток сточных вод на предприятии равен Qч = 212,5 м3/ч. Исходя из этой величины принимаем две типовые горизонтальные жироловки с пропускной способностью каждой Qґ = 108 м3/ч [4], основные параметры приведены в таблице 2.

Таблица 2 Основные параметры типовой горизонтальной жироловки

№ типового проекта	Глубина проточной части, м	Строительные размеры, м	Число секций	Пропускная способность, м3/ч
		ширина	длина	высота
902-2-160	1,5	3	24	2,4	2	108

Определим количество осадка Qmud, м3/сут, выделяемого при отстаивании за сутки по формуле

, (3)

где Q — суточный расход сточных вод, Q = 3400 м3/сут;

• С — концентрация механических примесей в сточной воде, в соответствии с исходными данными С = 1500 мг/дм3;
• Э — эффект задержания осаждающихся примесей, равный для горизонтальных жироловок 60 %;
• pmud — влажность осадка, равная pmud = 95 %;
• гmud — объемная масса частиц осадка, равная 2,65 т/м3.

м3/сут.

Определим значение гидравлической крупности U0, мм/с по формуле

, (4)

где — глубина проточной части в жироловке принимаемая 2,7 м;

• коэффициент использования объема проточной части жироловки, равный 0,35;
• продолжительность отстаивания, для производственных сточных вод, в зависимости от концентрации взвешенных веществ, составляет 195 с [4];

• h1 — глубина слоя, равная 0,5 м;
• n2 — показатель степени, зависит от эффективности осветления, для производственных сточных вод равный 0,25.

мм/с.

Количество жиров Qoil, м3/сут, задержанных за сутки, определим по формуле

, (4)

где Aen и Aex — концентрация жиров соответственно в исходной и осветленной воде, равны соответственно 1000 мг/дм3 и 300 мг/дм3;

• гoil — объемная масса обводненных жиров, равная 0,95 т/м3.

м3/сут.

Горизонтальные жироловки очищают поступающую сточную воду от жиров на 70 %, и от взвешенных веществ на 60 %. Таким образом концентрация этих загрязнений после прохождения жироловки составит

мг/дм3;

• мг/дм3.

Диаметр подводящего трубопровода подбираем по таблицам [8] исходя из расхода сточных вод, наполнения h/d ? 0,7 и оптимальной скорости движения сточных вод 0,8 — 1,2 м/с. В данном случае диаметр подводящего трубопровода d = 150 мм. Отводящий трубопровод имеет такой же диаметр, что и подводящий.

6.2 Расчет горизонтальных песколовок с круговым движением воды

Горизонтальная песколовка с круговым движением воды (рис. 2) представляет собой круглый резервуар конической формы с периферийным лотком для протекания сточных вод.

Рисунок 2 Горизонтальная песколовка с круговым движением воды: 1 — кольцевой желоб; 2 — осадочная часть (конус); 3 — подводящий канал; 4 — отводящий канал

Площадь живого сечения отделения песколовки , м2 , определяем по формуле

, (5)

где v — средняя скорость движения воды, v = 0,2 м/с [4];

• n — количество отделений.

м2.

Длина окружности песколовки по средней линии Lс, м

, (6)

где uo — гидравлическая крупность песка, принимаем uo = 24,2 мм/с [4];

• k — коэффициент, зависящий от типа песколовки, принимаем k = 1,3;

• Н — глубина проточной части песколовки, принимаем Н = 0,6 м.

м.

Средний диаметр песколовки находим по формуле

; (7)

м.

Принимаем диаметр D0 = 2,5 м.

Рассчитаем время пребывания сточных вод в песколовке

; (8)

с.

Принимаем ширину кольцевого желоба Bж = 500 мм [4].

Определяем наружный диаметр песколовки

; (9)

м.

Принимаем песколовку диаметром D = 3,0 м и длиной окружности Lс = 6,45 м, средний диаметр D0 = 2,5 м. Весь улавливаемый осадок проваливается через щель в осадочную часть. Для выгрузки осадка достаточно гидроэлеватора.[8]

После горизонтальной песколовки уменьшается концентрация следующих загрязнений: БПК5 (5 %), взвешенные вещества (15 %), ХПК (34 %), сухой остаток (30 %), азот аммонийный (5 %), сульфаты (22 %).

Тогда получим

мг О2/дм3;

• мг/дм3;
• мгО2/дм3;
• мг/дм3;
• мг/дм3;
• мг/дм3.

Количество осадка образующегося после песколовки, Qmud, м3/ч, определяется по формуле

, (10)

где qw — расход сточных вод, м3/ч;

• Сex — концентрация взвешенных веществ в сточной воде после прохождения песколовок, Сex = 510 мг/дм3;
• Cen — концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на песколовку, Cen = 600 мг/дм3;
• pmud — влажность осадка, равная 60%;
• гmud — плотность осадка, равная 1,5 т/м3.

Подставим численные значения

м3/ч = 0,48 м3/сут.

Диаметр подводящего трубопровода подбираем по таблицам [8] исходя из расхода сточных вод, наполнения h/d = 0,7 и оптимальной скорости движения сточных вод 0,8 — 1,2 м/с. В данном случае диаметр подводящего трубопровода d = 250 мм. Отводящий трубопровод имеет такой же диаметр, что и подводящий.

Рассчитаем объем бункера песколовки

, (11)

где Тос — время между выгрузками осадка из песколовки, Тос = 1 сут.

м3.

Определим высоту бункера (конусной части)

, (12)

где d — диаметр нижнего основания бункера, принимаем d = 0,4 м.

м.

Полная строительная высота песколовки

; (13)

м.

6.3 Расчет реагентного хозяйства

Для ускорения выпадения взвеси применяется коагулирование, осуществляемое путем добавки в обрабатываемую воду химических реагентов (коагулянтов), образующих хлопья, которые, оседая, увлекают за собой взвесь.

Различают два типа коагуляции:

• а) коагуляция в свободном объеме (в камерах хлопьеобразования);
• б) контактная коагуляция (в толще зернистой загрузки или в массе взвешенного осадка).

В данном курсовом проекте будет применяться контактная коагуляция, для которой характерны большая скорость и высокий эффект при меньших затратах коагулянта.

В качестве коагулянта наиболее широко применяют сернокислый алюминий Al2(SO4)3, железный купорос FeSO4 7H2O и хлорное железо FeCl3. В данной курсовой работе в качестве коагулянта будет применяться оксихлорид алюминия.

Дозу коагулянта Дк = 10 мг/дм3, принимаем на основе опытных данных. Эта доза является оптимальной для данного коагулянта и убирает наибольшее количество загрязнений.

Готовый коагулянт заданной концентрацией 10 % доставляют на локальные очистные сооружения в бочках диаметром 1,2 м и объемом 1 м3. Баки хранятся в здании реагентного хозяйства. Сточную воду и реагент смешивают в расходном баке. Массу реагента, кг/сут, необходимую в сутки определим по следующей формуле

; (14)

г = 34кг.

Объем расходного бака определим по формуле

; (15)

где с — объемная масса оксихлорида алюминия, с = 1330 кг/м3.

м3.

В данном курсовом проекте конструктивно принимаем расходный бак высотой 1,0 м и диаметром 0,5 м, объемом 0,2 м3.

Принимаем один резервный бак таких же размеров.

6.4 Расчет смесителя

Смеситель служит для равномерного распределения реагентов в массе обрабатываемой воды, что способствует более благоприятному протеканию последующих реакций. Смешение должно быть быстрым и осуществляться в течение 1-5 мин.

Так как перед вертикальным отстойником в обрабатываемую воду вводится коагулянт, то в процессе обработки выпадает дополнительное количество осадка, в виде хлопьев, в количестве 10 % от расхода. Тогда

м3/сут.

Расход сточных вод не большой, поэтому принимаем один смеситель с часовым расходом Qчас = 212,5 м3/ч.

В данном курсовом проекте будет запроектирован вертикальный смеситель в виде квадратного (в плане) резервуара с пирамидальной нижней частью при угле наклона 30-450 (рисунок 3).

Рисунок 3 Вертикальный (вихревой) смеситель 1 — трубопровод подачи воды на смеситель; 3 — трубопровод ввода реагента; 4 — цилиндрическая или квадратная часть смесителя; 5 — конусная или пирамидальная часть смесителя; 6 — сборный карман; 7 — затопленные отверстия; 8 — переливной трубопровод; 9 — сетка; 10 — трубопровод опорожнения; 11 — трубопровод отвода воды; 12 — сборный лоток

Площадь горизонтального сечения в верхней части смесителя fв, м2, будет определяться по следующей формуле

, (16)

где vв — скорость восходящего движения воды, принимается 90-100 м/ч, к расчету принимаем vв = 95 м/ч.

м2.

Если принять верхнюю часть смесителя квадратной в плане, то ее сторона bв будет иметь размер

; (17)

м.

Трубопровод, подающий обрабатываемую воду в нижнюю часть смесителя имеет диаметр

; (18)

где v — скорость подачи обрабатываемой воды, принимается 1,0-1,2 м/с, к расчету принимаем v = 1,2 м/с.

м = 250 мм.

Принимаем стандартное значение диаметра трубопровода 250 мм.

Так как диаметр подводящего трубопровода равен 250 мм, то размер в плане нижней части смесителя в месте примыкания этого трубопровода должен быть 250Ч250 мм. Площадь нижней части усеченной пирамиды составит

, (19)

где bн — сторона нижней части усеченной пирамиды смесителя, м.

м2.

Принимаем величину центрального угла . Тогда высота нижней (пирамидальной) части смесителя hн, м, будет определяться, как

; (20)

м.

Объем пирамидальной части смесителя Wн, м3, определяется по следующей формуле

; (21)

м3.

Полный объем смесителя W, м3, определяется, как

; (22)

где t — продолжительность смешения реагента с массой воды, равная 1-2 мин, к расчету принимаем t = 2,0 мин.

м3.

Объем верхней части смесителя Wв, м3, будет определяться по формуле

; (23)

м3.

Высота верхней части смесителя hв, м, рассчитывается по формуле

; (24)

м.

Полная высота смесителя hcм, м, определяется по формуле

; (25)

где hстр — высота строительного борта, находится в пределах 0,3-0,5 м, к расчету принимаем 0,4 м;

• hк — конструктивный размер, находится в пределах 0,3-0,5 м, к расчету принимаем 0,4 м.

м.

Вода, протекающая по лоткам в направлении бокового кармана, разделяется на два параллельных потока. Поэтому расчетный расход каждого потока будет равен

; (26)

м3/ч.

Площадь живого сечения сборного лотка определим по формуле

; (27)

где vл — скорость движения воды в лотке, принимаем vл = 0,6 м/с.

м2.

Ширина лотка должна составлять bл = 0,2 — 0,8 м, принимаем bл = 0,5 м.

Расчетная высота слоя в лотке при принятых размерах составит

; (28)

м.

Уклон дна лотка принимаем i = 0,02.

Площадь всех затопленных отверстий в стенках сборного лотка определим по формуле

; (29)

где vo — скорость движения воды через отверстия лотка, vo = 1 м/с.

м2.

Принимаем отверстия диаметром do = 80 мм.

Площадь одного отверстия найдём по формуле

; (30)

м2

Общее потребное количество отверстий найдём по формуле

; (31)

шт.

Внутренний периметр лотка определим по следующей формуле

; (32)

м.

Шаг оси отверстий

; (33)

м.

Найдём расстояние между отверстиями по формуле

; (34)

м.

Диаметр трубы для отвода воды найдём по формуле

; (35)

где vотв — скорость в отводящем трубопроводе, vотв = 0,8 -1,0 м/с, принимаем vотв = 0,9 м/с.

Тогда

м.

Принимаем стандартный ближайший размер диаметра трубы d = 300 мм.

В результате применения реагентов уменьшается концентрация следующих загрязнений: взвешенные вещества (90 %), ХПК (64 %), сульфаты (28,2 %), хлориды (40,8 %), фосфаты (32,8 %), жиры (95 %).

Тогда получим

мг/дм3;

• мгО2/дм3;
• мг/дм3;
• мг/дм3;
• мг/дм3;
• мг/дм3;
• мг /дм3.

6.5 Расчет первичного вертикального отстойника

Отстаивание является самым простым, наименее трудоемким и дешевым методом выделения из сточной воды примесей плотность которых отличается от плотности воды.

Вертикальные отстойники представляют собой круглые в плане резервуары с коническим днищем, в которых поток осветляемой воды движется в вертикальном направлении. В данном курсовом проекте применяем вертикальные отстойники с центральным впуском из-за небольшого расхода сточных вод (рис. 4).

Осветленная вода собирается периферийным сборным лотком, всплывающие жировые вещества собираются кольцевым лотком.

Рисунок 4 Вертикальный отстойник с центральным впуском: 1 — центральная труба; 2 — зона отстаивания; 3 — осадочная часть; 4 — отражающий щит; 5 — периферийный сборный лоток; 6 — кольцевой лоток; 7 — удаление осадка

Определим значение гидравлической крупности U0, мм/с по формуле

; (36)

где — глубина проточной части в отстойнике, принимаемая 2,7 м;

• коэффициент использования объема проточной части отстойника, равный 0,35;
• продолжительность отстаивания, для производственных сточных вод, в зависимости от концентрации взвешенных веществ, составляет 195 с [4];

• h1 — глубина слоя, равная 0,5 м;
• n2 — показатель степени, зависит от эффективности осветления, для производственных сточных вод равный 0,25.

мм/с.

Принимаем количество рабочих отстойников n = 2.

Рассчитаем диаметр центральной трубы , м, по формуле

; (37)

где qmax с — максимальный секундный расход сточных вод, равный 0,059м3/с;

• ven — скорость движения рабочего потока в центральной трубе, не менее 0,03 м/с.

м.

Определяем диаметр отстойника , м, по формуле

; (38)

где vtb — скорость турбулентной составляющей, принимается равной 0,1мм/с.

м.

Принимаем типовой отстойник с номером типового проекта 902-2-20, основные параметры которого приведены в таблице 3

Таблица 3 Основные параметры типового вертикального отстойника

Номер типового проекта	Материал	Диаметр, м
			цилиндрической части, Hц	конической части, Hк
902-2-20	Монолитный железобетон	6	4,1	2,8

Рассчитаем общую высоту отстойника Н, м, по формуле

; (39)

м.

Концентрация взвешенных веществ, содержащихся в сточной воде на выходе из отстойника, мг/дм3, определяется по формуле

; (40)

где Э — эффект осветления сточной жидкости, равный 90 %;

• Сen — концентрация взвешенных веществ в сточной воде поступающей на отстойник, равная 51 мг/дм3.

мг/дм3.

Определяем суточное количество осадка, задерживаемое в отстойниках , м3/сут, по формуле

; (41)

где Q — суточный расход сточных вод, равный 3400 м3/сут;

• влажность осадка, равная 94 — 96%;
• плотность осадка, равная 1 г/см.

м3/сут.

После первичного вертикального отстойника уменьшается концентрация следующих загрязнений: БПК5 (25 %).

мг О2/дм3.

Диаметр подводящего трубопровода на первичные вертикальные отстойники равен диаметру отводящего трубопровода от вихревого смесителя и равен d = 300 мм.

6.6 Расчет аэротенка-смесителя с регенератором

Расчет аэротенков включает определение вместимости и габаритов сооружения, объема требуемого воздуха и избыточного ила.

Рисунок 5 Схема аэротенка-смесителя с регенератором: 1 — регенератор; 2 — аэротенки; 3 — распределительные каналы активного ила; 4 — распределительные каналы отстоенной воды; 5 — сборные лотки очищенной воды; 6 — входные отверстия активного ила

Дозу активного ила в аэротенке принимаем ai = 4,5 г/дм3 [9].

Степень регенерации (доля объема, занятая регенератором) принимаем Rr = 0,25.

Удельную скорость окисления с ,мг/(г•ч), в аэротенке-смесителе с регенератором найдём по формуле

; (42)

где сmax — максимальная скорость окисления органических загрязнений, принимаем по таблице 1 приложений [9] сmax = 85 мг/(г·ч);

• Lex — концентрация БПКполн сточных вод после биологической очистки, Lex = 45,6 мг/дм3;
• CO — концентрация растворенного кислорода, принимаем по таблице 1 приложений [9] CO = 2 мг/дм3;
• KL — константа, характеризующая свойства органических загрязнений, принимаем по таблице 1 приложений [9] KL = 33 мг/дм3;
• KO — константа, характеризующая влияние кислорода, принимаем по таблице 1 приложений [9] KO = 0,625 мг/дм3;

• ц — коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, принимаем по таблице 1 приложений [9] ц = 0,07 дм3/г.

мг/(г·ч).

Период аэрации tatm, ч, определяется по формуле

; (43)

где s — зольность ила, принимаем по таблице 1 приложений [9] s = 0,3;

• Len — концентрация БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды, после первичных вертикальных отстойников Len = 456 мг/дм3.

ч.

Нагрузку на активный ил qi, мг/(г·сут), определяется по формуле

; (44)

мг/(г·сут).

По таблице 3.1 [9] принимаем иловый индекс Ji = 130 см3/г, который соответствует найденной нагрузке на активный ил.

Рассчитаем степень рециркуляции активного ила Ri по формуле

; (45)

Значение Ri превышает минимально допустимое для самотечного удаления активного ила (0,6) [9], следовательно, корректировке не подлежит.

Определим общий объем аэротенка и регенератора (Watm + Wr), м3, по формуле

; (46)

м3.

Конструктивно принимаем (Watm + Wr) = 900 м3.

Объем аэротенка Watm, м3, определим по формуле

; (47)

м3.

Объем регенератора Wr, м3,определим по формуле

; (48)

м3.

По таблице 13 приложения [9] по общему объему (Watm + Wr) = 900 м3 подбираем типовой проект аэротенка-смесителя № 902-2-94 со следующими характеристиками:

• число секций nat = 9;
• число коридоров ncor = 2;
• рабочая глубина Hat = 1,2 м;
• ширина коридора bcor = 3 м;
• рабочий объем секции — 260 м3;
• длина секции — 36 м.

Под регенератор отводим целиком одну секцию.

Рассчитаем дозу активного ила в аэротенке по следующей формуле

; (49)

г/дм3.

Прирост активного ила Pi, мг/дм3, определим по формуле

; (50)

где Ccdp — концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, Ccdp = 127,5 мг/дм3;

• Kg — коэффициент прироста, принимается по [9], Kg = 0,3.

мг/дм3

Сточная вода подаётся на аэротенк по лоткам. Ширину лотка принимаем по таблицам [6].

В соответствии с расходом сточных вод ширина подводящего лотка равна b = 250 мм. Ширина отводящего лотка так же равна b = 250 мм.

6.7 Расчет системы аэрации аэротенка-смесителя

В аэротенке-смесителе используется механическая аэрация. В соответствии с [9] принимаем среднемесячную температуру сточной воды за летний период Tw = 22 0С.

Глубину погружения аэраторов ha, м, найдем по формуле

м.

По таблице 3.2 [9], в зависимости от температуры сточной воды, принимаем растворимость кислорода в чистой воде CТ = 8,67 мг/дм3.

Растворимость кислорода в воде, Сa, мг/дм3, определим по формуле

; (51)

мг/дм3.

Для аэрации принимаем мелкопузырчатый аэратор из фильтросных труб, соотношение площадей аэрируемой зоны и аэротенка принимаем по [9] faz/fat = 0,2. По таблице 3.3 [9] находим значение коэффициента, учитывающего тип аэратора K1 = 1,68. По таблице 3.4 [9] находим коэффициент, зависимый от глубины погружения аэратора K2 = 0,9.

Коэффициент, учитывающий температуру сточной воды определим по формуле

; (52)

Удельный расход воздуха qair, м3/м2, определим по формуле

; (53)

где qO — удельный расход кислорода воздуха, мг/мг снятой БПКполн, принимаем по [9] qO = 0,9;

• K3 — коэффициент качества воды, принимаемый для производственных сточных вод по [9] K3 = 0,7;
• СO — концентрация растворенного кислорода, CO = 2 мг/дм3.

м3/м2.

Интенсивность аэрации Ja, м3/(м2·ч), определяется по формуле

; (54)

м3/(м2·ч).

Находим по таблице 3.3 [9] максимально допустимую интенсивность аэрации Ja,max = 20 м3/(м2·ч), а так же минимально допустимую интенсивность аэрации Ja,min = 28 м3/(м2·ч).

Так как Ja меньше Ja,min, то принимаем Ja = Ja,min.

Тогда удельный расход воздуха пересчитаем по формуле

; (55)

м3/м2.

По таблице 3 приложения [9] подбираем фильтросные трубы со следующими параметрами:

• наружный диаметр 242 мм (fd = 0,242 м2/м);
• внутренний диаметр 184 мм;
• удельный расход воздуха на единицу рабочей поверхности аэраторов Jad = 30ч120 м3/(м2·ч)

Количество аэраторов в каждом коридоре секции аэротенка определим по следующей формуле

; (56)

Принимаем в каждом коридоре аэротенка по три канала с фильтросными трубами. Тогда ширина, которую занимают аэраторы, будет составлять baz = 3·0,25 = 0,75 м, следовательно, соотношение площадей аэрируемой зоны и аэротенка faz/fat = baz/bcor = 0,75/3,0 = 0,25, что мало отличается от принятой ранее величины (0,2).

Общий расход воздуха Qair, м3/ч, определим по формуле

; (57)

м3/ч.

6.8 Расчет воздуходувного хозяйства

Система аэрации двухкоридорного аэротенка, состоящего из девяти секций — мелкопузырчатые аэраторы из фильтросных труб диаметром 242 мм в три ряда на каждый коридор аэротенка. Общий расход воздуха для аэрации исходя из расчета Qair = 10113 м3/ч. Расчетная температура воздуха принимается 25 0С.

Составляем схему воздуховодов для аэротенков (рисунок 6).

Учитываем, что при допустимой неравномерности аэрации 5 % на один воздухоподводящий стояк, согласно таблице 3 приложения [9], должно приходится не менее 25 м аэратора. При длине коридора 36 м, двух стояков на коридор вполне достаточно.

Выбираем наиболее удаленный стояк (точка 10 на рисунке 7) от воздуходувной станции, составляем монтажную схему до этого стояка (рисунок 7) и определяем потери напора по длине и местных сопротивлениях на всех расчетных участках воздуховодов. Для расчетов ориентировочно принимаем давление воздуха p = 0,15 МПа.

Потери напора по длине воздуховодов от воздуходувки до наиболее удаленного стояка hтр, мм, рассчитывается как сумма потерь на каждом участке воздуховода по следующей формуле

, (58)

где i — потеря напора на единицу длины воздуховода при температуре 25 0С и давлении 0,15 МПа, мм/м, принимаем по таблице 5 приложения [9];

• lтр — длина участка воздуховода, м;
• бt — поправка на изменение температуры, принимается по [9], бt = 0,99;

• бp — поправка на изменение давления, принимается по [9], бp = 1,41.

Диаметр воздуховодов принимаем по таблице 5 приложения [9], исходя из наиболее экономически выгодной скорости движения воздуха (в общем и распределительных воздуховодах 10ч20 м/с, в воздухоподводящих стояках 4ч10 м/с) и расхода, который рассчитываем, исходя из необходимого количества воздуха для аэрации аэротенка.

Потери напора на местных сопротивлениях в воздуховодах hм, мм, принимаем как сумму потерь напора в крестовинах, переходах, тройниках, задвижках на всем пути движения воздуха до наиболее удаленного стояка и определяются по формуле

, (59)

где ж — коэффициент, зависящий от вида местного сопротивления, принимаем по таблице 6 приложения [9];

• v — скорость движения воздуха на участке, м/с;
• с — плотность воздуха при расчетной температуре.

Плотность воздуха определяется по формуле

; (60)

где t — температура воздуха, t = 25 0C;

• p — давление воздуха, p = 0,15 МПа.

кг/м3.

Для участка 1-2 получим

мм;

мм.

Расчет потерь напора по всем участкам сводим в таблицу 4.

Требуемый общий напор воздуходувок Hобщ, м, найдем по формуле

; (61)

где hф — потери напора в пневматическом аэраторе, hф = 1 м.

м.

Полное давление воздуха pn, МПа, определим по формуле

; (62)

МПа.

По таблице 7 приложения [9] принимаем три рабочие и одну резервную воздуходувки марки ТВ-175-1,6, со следующими характеристиками:

• производительность 10000 м3/сут;
• давление 0,163 МПа;
• мощность двигателя 210 кВт.

После аэротенка уменьшается концентрация следующих загрязнений: БПК5 (90 %), ХПК (20 %), сульфаты (11,3 %), хлориды (35,7 %), фосфаты (45,2 %), азот аммонийный (95 %), сухой остаток (10 %).

Тогда получим

мг О2/дм3;

• мгО2/дм3;
• мг/дм3;
• мг/дм3;
• мг/дм3;
• мг/дм3;
• мг/дм3.

Таблица 4 Результаты расчета воздуховодов аэротенка

№ уч.	Длина участка lтр, м	Расход воздуха Q, м3/с	Диаметр труб d, мм	Ско-сть v, м/с	i, мм/м	i·lтр, мм/м	hтр, мм	Вид местного сопротивл.	ж	hм, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1 — 2	73	2,81	500	14,34	0,39	27,3	39,74	Тройник на проход	0,1	2,60
2 — 3	6	2,5	500	12,96	0,31	0,93	2,6	Переход	0,08	3,83
								Тройник на проход	0,1
3 — 4	6	2,19	500	11,5	0,24	0,72	2,01	Переход	0,08	3,01
								Тройник на проход	0,1
4 — 5	6	1,88	450	11,6	0,29	0,87	2,43	Переход	0,08	3,07
								Тройник на проход	0,1
5-6	6	1,57	400	12,2	0,39	1,17	3,27	Переход	0,08	3,39
								Тройник на проход	0,1
6-7	6	1,26	350	13,6	0,51	1,53	4,27	Переход	0,08	4,22
								Тройник на проход	0,1
7-8	6	0,95	300	12,9	0,65	1,95	5,44	Переход	0,08	3,79
								Тройник на проход	0,1
8-9	6	0,64	250	12,2	0,8	2,4	6,7	Переход	0,08	3,39
								Тройник на проход	0,1
9-10	23	0,32	200	10	0,65	9,75	13,61	Переход	0,08	7,35
								Колено	0,3
								Задвижка	0,1
								Тройник на проход	0,1
10-11	12	0,16	200	5	0,17	2,04	2,85	Переход	0,08	5
								Тройник в ответвление	1,5
11-12	0,7	0,08	150	4,3	0,19	0,13	0,19	Переход	0,08	0,42
								Тройник на проход	0,1
12-13	0,9	0,06	100	7,6	0,58	0,52	0,73	Переход	0,08	1,32
								Тройник на проход	0,1
13-14	2,5	0,03	100	3,8	0,23	0,58	0,8	Переход	0,08	3,25
								Колено	0,3
								Задвижка	0,1
								Колено	0,3
								Выход из трубы	1
Уhтр = 84,64	Уhм = 44,19

6.9 Расчет вторичного вертикального отстойника

Рассчитаем нагрузку воды на поверхность отстойника

; (63)

где Hset — рабочая глубина отстойника, Hset = 2,7 м;

• ai — доза активного ила в аэротенке, ai = 4,2 г/дм3;
• at — требуемая концентрация ила в осветленной воде, at = 35 г/дм3;
• Kss — коэффициент использования объема зоны отстаивания, для вертикального отстойника Kss = 0,35;
• Ji — иловый индекс, Ji = 130 см3/г.

м3/(м2?ч).

Определяем площадь отстойника

; (64)

где n — количество отстойников, принимаем n = 2.

м2.

Рассчитаем диаметр центральной трубы , м, по формуле (37)

м.

Принимаем den = 600 мм

Определяем диаметр отстойника , м, по формуле

, (65)

м.

Принимаем вертикальный отстойник диаметром Dset = 9 м по типовому проекту 902-2-168 из сборного железобетона с высотой цилиндрической части Hц = 3 м, высотой конической части Hк = 5,1 м.

Рассчитаем общую высоту отстойника Н, м, по формуле (39)

м.

После вторичного вертикального отстойника концентрация БПК, взвешенных веществ уменьшится на 25 %, 50 % соответственно. Получим

мг/дм3;

• мг/дм3.

Определим суточное количество осадка, задерживаемое в отстойнике , м3/сут, по формуле (41)

м3/сут.

Количество осадка (активного ила) рассчитывается по формуле

; (66)

где pmud — влажность активного ила, равная 99,2 — 99,7 %, pmud = 99,5 %;

• гmud — плотность активного ила, равная 1 г/см3.

м3/сут.

Общее количество задерживаемого осадка составит

; (67)

м3/сут.

Диаметр подводящего и отводящего трубопроводов равен d = 250 мм.

7. Выбор и расчет сооружений по обработке осадка очистных сооружений мясокомбината

7.1 Расчет фильтр-преса

На очистной станции мясокомбината осадок образуется, в виде смеси взвешенных веществ и активного ила, после следующих сооружений: жироловка, песколовка.

Определим общий объем осадка

м3/сут = 0,98 м3/ч;

• м3/сут.

Полученный осадок может быть использован в сельском хозяйстве в качестве органоминерального удобрения. Для этого его необходимо обезводить и высушить.

Для обезвоживания осадков сточных вод можно использовать вакуум-фильтры, центрифуги, фильтр-прессы. В данном курсовом проекте будем использовать фильтр-прессы, так как объём образующегося осадка достаточно велик.

Определим площадь поверхности фильтрования по формуле

; (68)

где h — высота загружаемого осадка, так как осадок достаточно жидкий, то принимаем h = 0,01 м.

м2.

В соответствии с площадью фильтрования по таблице 37.9 [5] к установке принимаем 2 фильтр-пресса марки ФПАВ-100. Технические характеристики установки приведены в таблице 5.

Таблица 5 Техническая характеристика фильтр-пресса марки ФПАВ-300

Площадь поверхности фильтрования, м2	Число фильтрующих плит	Габаритные размеры, мм	Масса фильтр-пресса, кг
100	55	9500Ч3000Ч3400	28750

Обезвоженный осадок отправляется на утилизацию, а вода подается на очистку перед жироловкой.

7.2 Расчет осветлителя-перегнивателя

Общий объем осадка равен, совместному осадку поступающему из аэротенка, первичного и вторичного отстойника.

м3/сут = 1,67 м3/ч,

Осадок накапливается в специальной емкости диаметром 4 м, высотой 3,5 м, объемом 43,96 м3. Перекачивается из емкости в осветлитель-перегниватель насосом фирмы Grundfos марки SP 46 — 3 — C.

Осветлителем-перегнивателем называется комбинированное сооружение, в центре которого находится осветлитель с естественной аэрацией, а вокруг него располагается камера для перегнивания осадка. Осветлитель-перегниватель представлен на рисунке 1.

Осветлители-перегниватели следует проектировать в виде комбинированного сооружения, состоящего из осветлителя с естественной аэрацией, концентрически располагаемого внутри перегнивателя.

Осветлители следует проектировать в виде вертикальных отстойников с внутренней камерой флокуляции, с естественной аэрацией за счет разности уровней воды в распределительной чаше и осветлителе.

При проектировании осветлителей необходимо принимать:

• диаметр осветлителя — не более 9 м;
• разность уровней воды в распределительной чаше и осветлителе — 0,6 м без учета потерь напора в коммуникациях;
• вместимость камеры флокуляции — на пребывание в ней сточных вод не более 20 мин;
• глубину камеры флокуляции — 4-5 м;
• скорость движения воды в зоне отстаивания — 0,8-1,5 мм/с, в центральной трубе — 0,5-0,7 м/с;
• диаметр нижнего сечения камеры флокуляции — исходя из средней скорости 8-10 мм/с;
• расстояние между нижним краем камеры флокуляции и поверхностью осадка в иловой части — не менее 0,6 м;
• уклон днища осветлителя — не менее 50°;
• снижение концентрации загрязняющих веществ по взвешенным веществам — до70% и по БПКполн — до 15%.

При проектировании перегнивателей надлежит принимать:

• ширину кольцевого пространства между наружной поверхностью стен осветлителя и внутренней поверхностью стен перегнивателя — не менее
• 0,7 м;
• уклон днища — не менее 30° ;
• разрушение корки гидромеханическим способом — путем подачи осадка в кольцевой трубопровод под давлением через сопла, наклоненные под углом 45° к поверхности осадка.

Рисунок 6 Осветлитель-перегниватель: 1 — подающий лоток; 2 — центральная труба; 3 — отражательный щит; 4 — камера флокуляции; 5 — зона отстаивания (осветлитель); 6 — сборный периферийный лоток; 7 — отводящая труба осветленной воды; 8 — иловая труба; 9 — камера для сбраживания осадка (перегниватель); 10 — труба для удаления сброженного осадка; 11 и 12 — лоток и труба для удаления корки; 13 — илораспределительная труба

Принимаем в соответствии с таблицей 15.9 [4] типовой осветлитель-перегниватель. Диаметр сооружения 9м, диаметр осветлителя 5м, площадь зоны осветления 15,5м, технологический объем перегнивателя 306м3, пропускная способность сооружения 41,3м3/ч.

Осадок после осветлителя-перегневателя вывозится и использоваться в качестве удобрений в сельском хозяйстве.

Диаметр подводящего и отводящего трубопроводов равен 150мм.

8. Утилизация осадка

В настоящее время большое внимание специалисты уделяют механической и термической обработке осадка, образующегося в результате очистки сточных вод, а также его утилизации. Основное количество осадков сточных вод (ОСВ) в необработанном виде в течение десятков лет выливалось на перегруженные иловые площадки, где не обеспечивалось их необходимое обезвоживание. Это привело к тому, что на площадках, а также в оврагах, карьерах и других специально не обустроенных территориях вблизи городов скопилось значительное количество ОСВ, что приводит к нарушению экологической безопасности и условий жизни населения.

Обработка ОСВ должна проводиться в целях максимального уменьшения их объемов и подготовки к последующему размещению в окружающей среде при обеспечении поддержания или восстановления ее благоприятного состояния. Эти цели полностью соответствуют принципам государственной политики в области обращения со всеми видами отходов.

Применение каждого способа размещения ОСВ должно базироваться на нормативных документах, определяющих требования к качеству размещаемых ОСВ и технологиям их обработки, обеспечивающим эти качества.

Выбор способа размещения определяется не только техническими возможностями обеспечения соответствующих нормативных требований к качеству ОСВ, но и местными условиями: степенью сельскохозяйственного производства, зеленого строительства, наличия и мощности лесопитомников, потребность в удобрениях, наличия соответствующих территорий для размещения полигонов захоронения, расстояниями и связанными с ними затратами на их обработку и размещение [10].

Утилизация осадков сточных вод и избыточного активного ила часто связана с использованием их в сельском хозяйстве в качестве удобрения, что обусловлено достаточно большим содержанием в них биогенных элементов. Активный ил особенно богат азотом и фосфорным ангидридом. В этих случаях необходимы строгий контроль содержания вредных веществ в готовом продукте и определение годности использования его в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур.

В качестве удобрения можно использовать те осадки сточных вод и избыточный активный ил, которые предварительно были подвергнуты обработке, гарантирующей последующую их незагниваемость, а также гибель патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов.