3.5.8. Расчет контактных резервуаров.
Контактные резервуары предназначаются для обеспечения контакта сточных вод с хлором. В качестве контактных резервуаров предусмотрены горизонтальные отстойники без скребков. Продолжительность контакта сточных вод с хлором, согласно [1], принимается ³ 30 мин. Схема горизонтального контактного резервуара приведена на рис.
Рабочий объем контактных резервуаров определен по формуле:
W = Qmax.ч * t, м3. (3.55)
где t - продолжительность контакта сточных вод с хлором, ч.
W = 918.87 * 1.0 = 918.9 м3.
Глубина проточной части отстойников H = 2.5 м, их ширина B = 5 м (согласно [1]B = (2 - 5) * H), принимаем n = 2 отстойника.
Длина отстойника определена по формуле:
W 918.9
L = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 31 м. (3.56)
n * B * H 2 * 6 * 2.5
Соотношение L : H, согласно [1], должно находиться в пределах от 8 до 20, поэтому принимаем L = 31 м.
Объем осадка Wос, выпадающего в контактных резервуарах, определено по формуле:
Qсут 13775.72
Wос = Q0 * ¾¾ = 0.5 * ¾¾¾ = 6.9 м3, (3.57)
1000 1000
где Q0 - количество осадка, приходящегося на 1 м3 сточной воды в сутки; согласно [1] Q0 = 0.5 л/м3.
Высота слоя осадка в контактном резервуаре составляет:
Wос 6.9
hос = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 0.02 м. (3.58)
n * B * L 2 * 6 * 31
Принимаем hос = 0.1 м.
Строительная высота контактного резервуара определена по формуле:
Hстр = hб + H + hн + hос = 0.3 + 2.5 + 0.3 + 0.1 = 3.2 м,
где hб - высота борта, м;hб = 0.3 м;
hн - высота нейтрального слоя осадка, м;hн = 0.3 м.
После реконструкции сети в полураздельную, во время расчетного дождя расход сточных вод резко возрастает и составляет:
Qmax.чд = 1803.2 м3/ч,
соответственно уменьшится время пребывания сточных вод в контактных резервуарах. Из формулы (3.55) выразим t:
t = W/Qmax.ч = 918.9/1803.2 = 0.51 ч.
3.5.9. Расчет илоуплотнителей.
Илоуплотнители предназначаются для предварительного уплотнения избыточного ила перед подачей его из вторичных отстойников в метантенки. В качестве илоуплотнителей используются вертикальные отстойники.
Расчет илоуплотнителей ведется на максимальный часовой приток избыточного активного ила, м3/ч,
Pmax * Qсут 179.6 * 13775.72
qmax = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾ = 25.8м3/ч, (3.59)
24 * C 24 * 4000
где C - концентрация уплотняемого избыточного активного ила, г/м3;
Pmax - содержание избыточного активного ила, г/м3;
Pmax = Kм * P = 1.2 * 149.7 = 179.6 мг/л, (3.60)
здесь Kм - коэффициент месячной неравномерности прироста ила, равный 1.2.
Суммарная площадь живого сечения труб илоуплотнителей F0, м2:
qmax 25.8
Fт = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 0.24 м2, (3.61)
3600 * Vтр 3.6 * 30
где Vтр - скорость в центральной трубе илоуплотнителя, согласно [1], Vтр<= 30 мм/с;
Суммарная площадь отстойной части илоуплотнителей F0, м2:
qж 15.5
F0 = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 43 м2, (3.62)
3.6 * V0 3.6 * 0.1
где V0 - скорость движения жидкости в отстойной зоне вертикального илоуплотнителя, принимается по [1]V0<=0.1 мм/с;
qж - максимальный расход жидкости, м3/ч, отделяемой в процессе уплотнения;
qж = qmax * (W1 - W2)/(100 - W2) = (3.63)
99.2 - 98
= 25.8 * ¾¾¾¾ = 15.5 м3/ч,
100 - 98
где W1и W2 - влажность поступающего и уплотненного ила, %.
Число илоуплотнителей принимается равным n = 2.
Диаметр илоуплотнителя, м:
___________ ____________
/ 4 * (Fт + F0) / 4 * (0.24 + 43)
Dг = / ¾¾¾¾¾ = / ¾¾¾¾¾¾ = 5.3 м. (3.64)
Ön * pÖ 2 * 3.14
Диаметр центральной трубы илоуплотнителя:
______ _______
/ 4 * Fт / 4 * 0.24
dт = / ¾¾¾ = / ¾¾¾ = 0.39 м. (3.65)
Ön * pÖ 2 * 3.14
Диаметр и высота раструба центральной трубы Dp и hp:
Dp = hp = 1.35 * dт = 1.35 * 0.39 = 0.53 м. (3.66)
Диаметр отражательного щита Dщ:
Dщ = 1.3 * Dp = 1.3 * 0.53 = 0.69 м. (3.67)
Высота отстойной части илоуплотнителя:
h0 = 3.6 * V0 * t = 3.6 * 0.07 * 12 = 3 м, (3.68)
где t - продолжительность уплотнения ила в илоуплотнителе, принимается по СНИП,t = 12 ч.
Высота щели между низом центральной трубы и отражательным щитом:
qmax25.8
hщ = ¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 0.14 м; (3.69)
n * p * Dp * Vщ 2 * 3.14 * 0.53 * 15 * 3.6
где Vщ - скорость выхода ила из щели согласно [1]Vщ<=15 мм/с.
Высота усеченного конуса hус илоуплотнителя:
D - d0 5.3 - 0.5
hус = ¾¾¾ * tg a = ¾¾¾ * tg 60 = 4.16 м. (3.70)
2 2
Объем усеченного конуса отстойника Wус в м3:
Wус = (1/12) * p * hус * (D + D * d0 + d0), (3.71)
= (1/12) * 3.14 * 4.16 * (5.32 + 5.3 * 0.5 + 0.52) = 33.7 м3.
Потребный объем иловой части илоуплотнителя:
100 - p1 tил
Wил = qmax * ¾¾¾ * ¾¾ = (3.72)
100 - p2n
100 - 99.2 8
= 25.8 * ¾¾¾¾ * ¾¾ = 20.64 м3,
100 - 98 4
где p2 - влажность уплотненного активного ила; согласно [1],p2 = 98%;
tил - продолжительность пребывания ила в иловой части илоуплотнителя;tил = 8 ч.
Так как Wил<Wус, то иловая часть илоуплотнителя располагается в усеченном конусе его.
Строительная высота илоуплотнителя Hстр:
Hстр = hб + hщ + hн + h0 + hус, (3.73)
Hстр = 0.3 + 0.14 + 0.3 + 3 + 4.16 = 7.9 м,
где hн - высота нейтрального слоя, располагаемого в цилиндрической части сооружения, принимается 0.3 м.
3.5.10. Расчет метантенков.
Метантенки применяются для сбраживания осадков бытовых и производственных сточных вод. В метантенки поступает уплотненный избыточный ил из уплотнителей, а также осадок из первичных отстойников и контактных резервуаров.
Расчет метантенков производится в следующем порядке:
Суточное количество сухого вещества в осадке и активного ила, образующихся на станции, т, определены по следующим формулам:
Kсмвв * Э * k 255.4 * 0.7 * 1.2
Qсух = ¾¾¾¾¾¾ * Qсут = ¾¾¾¾¾¾¾ * 13775.72 = 3 т/сут, (3.74)
1000 * 1000 1000 * 1000
Pi - b 149.7 - 12
Исух = ¾¾¾¾¾ * Qсут = ¾¾¾¾¾ * 13775.72 = 1.9 т/сут, (3.75)
1000 * 1000 1000 * 1000
где Э - эффективность задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках; Э = 70%;
k - коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ, не улавливаемых при отборе проб для анализа; согласно [12] k = 1.2;
Pi - прирост активного ила, мг/л; см. п. 3.5.5;
b - вынос активного ила из вторичных отстойников, мг/л.
Количество беззольного вещества осадка и активного ила:
Qсух * (100 - Bг) * (100 - Зос) 3 * (100 - 5) * (100 - 30)
Qбез = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 2 т/сут, (3.76)
100 * 100 100 * 100
Исух * (100 - Bг) * (100 - Зил) 1.9 * (100 - 5) * (100 - 25)
Ибез = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 1.4 т/сут,(3.77)
100 * 100 100 * 100
где Bг и Bг’ - гигроскопическая влажность осадка и уплотненного избыточного ила;Bг = Bг’ = 5 %;
Зил и Зос - зольность сухого вещества осадка и избыточного активного ила; Зил = 25 %, Зос = 30 %.
Расход сырого осадка и избыточного активного ила, м3/сут:
100 * Qсух 100 * 3
Vос = ¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 50 м3/сут; (3.78)
(100 - Wос) * rос (100 - 94) * 1
где Wос - влажность сырого осадка из первичных отстойников, %;
rос - плотность осадка.
100 * Исух 100 * 1.9
Vил = ¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 63 м3/сут; (3.79)
(100 - Wил) * rил (100 - 97) * 1
где Wил - влажность уплотненного в илоуплотнителях избыточного активного ила, %;
rил - плотность уплотненного избыточного ила.
Общий расход осадков на станции:
- по сухому веществу
Mсух = Qсух + Исух = 3 + 1.9 = 4.9 т/сут; (3.80)
- по беззольному веществу
Мбез = Qбез+ Ибез = 2 + 1.4 = 3.4 т/сут; (3.81)
- по объему смеси фактической влажности
Мобщ = Vос + Vил = 50 + 63 = 113 м3/сут. (3.82)
Средние значения влажности смеси и зольности, %:
Bсм = 100 * (1 - Мсух/Мобщ) = 100 * (1 - 4.9/113) = 95.7 %. (3.83)
é Мбезù
Зсм = 100 * ½1 - ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾½ =
ëQсух * (100 - Bг)/100 + Исух * (100 - B’)/100û
é 3.4 ù
= 100 * ½1 - ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾½ = 27 %. (3.84)
ë 3 * (100 - 5)/100 + 1.9 * (100 - 5)/100û
Суточная доза загрузки осадка в метантенк, согласно [1] d = 19 % (так как принят термофильный режим сбраживания осадка с T = 53°С).
Требуемый объем метантенков:
Mобщ * 100 113 * 100
Wмет = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 595м3. (3.85)
d 19
Принимаем к проектированию m = 2 метантенка.
Объем одного метантенка:
Wмет 595
Wмет’ = ¾¾ = ¾¾ = 297.5 м3. (3.86)
m 2
Принят типовой метантенк:
- полезный объем одного резервуара 500 м3,
- диаметр D = 10 м,
- высота верхнего конуса hв.к = 1.45 м,
- высота нижнего конуса hн.к = 1.7 м,