Выбор и расчет параметров технологической схемы очистки сточных вод (стр. 4 из 4)
6. Длина песколовки:
L=kяo*(hr/Vo)*V=1.7*(0.354/0.0187)*0.3=10 м
Таким образом, выбираем двухсекционную песколовку длиной 10 м и шириной каждого отделения 1 м.
2. Расчет вертикального отстойника
Определяется значение гидравлической крупности u0
, мм\сгде Hset – глубина проточной части, м ; Kset - коэффициент использования объема проточной части отстойника ; tset – продолжительность отстаивания ; h1 – глубина слоя ,равная 0.5 м; n2 – показатель степени.
u0 = ( 1000* 3.5*0.35) / (1340*(0.35*3.55/ 0.5) 0.26 )=0.72 мм/с.
Принимаем число отделений отстойников, равное n=10. Принимаем скорость движения рабочего потока в центральной трубе Ven=0,03 м/с и рассчитываем диаметр центральной трубы:
Округляем диаметр den до сортаментного значения 700 мм.
Определяем диаметр отстойника:
мгде Vtb - турбулентная составляющая, мм/с, принимаемая; n – количество отстойников.
Принимаем типовой отстойник D = 9 м.
Производительность одного отстойника (
,м3/ч) определена по формуле: 
где den - диаметр впускного устройства, м.
Период вращения распределительного устройства (Т, с) составит:
Определим полную строительную высоту отстойника:
H= Hset + H1 +H2 ,м
где H1 – высота борта над слоем воды принимаемая 0.3-0.5 м , H2 – высота нейтрального слоя ( от дна на выходе) равная 0.3 м.
H= 4+ 0.3 +0.3= 4.6 м
Определяем количество осадка выделяемого при отстаивании за сутки:
Qmud = Q ( Cвп – Cвх ) / (100- pmud ) * ymud * 104 , м3/сут
где Q – суточный расход сточных вод , м3/сут ; pmud – влажность осадка равная 94-96 %, ymud – плотность осадка равная 1 г/см3.
Qmud = 6000 (240-150) / (100- 96) * 1 *104 = 13.5 м3/сут.
Выгрузку осадка рекомендуется производить один раз в сутки, но не реже одного раза в 2 суток под гидростатическим давлением.
3. Смеситель перегородчатый
1. Сечение лотка:
Fл = q / vл = (650/3600) /0.6 = 0.3 м2 ,
где q – производительность водоочистного сооружения , м3/с;
vл - допустимая скорость движения воды в лотке , м/с (vл =0.6 м/с);
2. Ширина лотка:
bл = Fл /Н = 0.30/0,5 =0.6 м ,
где Н – высота слоя воды в конце смесителя после перегородок (Н=0.4-0.5м);
3. Потеря напора в каждом сужении смесителя составит:
Нс = ζ * Vс2 /2*g = 2.9 *12 / 2*10 = 0.145 м ,
где Vс – скорость движения воды в сужении перегородки, равная 1 м/с;
ζ – коэффициент сопротивления ,принимаемый равным 2.9.
3.2 Расчет вспомогательного оборудования
Расчет пескового бункера
1. Суточный объем осадка.
Wос = Nпрqос /1000, м3/сут
где Nпр – приведенное население, чел.;
qос – удельное количество песка, л/(сут*чел), qос = 0.02 л/(сут*чел).
Wос = 1200000*0.02/1000 = 24 м3/сут
2. Полезный объем одного бункера (
, м3) определен по формуле:Wбунк = Wос*Т/n,
T - время хранения осадка в бункерах, согласно СНиП, принимаем T = 5сут;
n - число бункеров, принимаем n = 2.
Wбунк = 24*5/2 = 62.5 м3;
3. Принимаем диаметр бункера D = 1.4 м и определяем высоту (
,м) усеченного конуса.hус = (D – d0)*tgα, м ,
где d0 = 0,5 м, а a³ 60°.
hус = (1.4 – 0.5)*tg60 = 0.78 м
4. Высота цилиндрической части бункера (hцил , м).
hцил = 4*{ Wбунк – 1/12*π* hус*(D2 + D*d0 + d02)}/π*D2
hцил = 4*(62.5 – 1/12*3.14*0.78*(1.42 + 1.4*0.5 +0.52))/3.14*1.42 = 1.37 м
5.Строительная высота бункера составит:
Нстр. = hб + hус +hцил = 0.3 + 1.37 + 0.78 = 2.45
где hб – высота борта бункера, принимаем равной 0.3 м.
Расчет реагентного хозяйства
Состав реагентного хозяйства зависит от расхода реагентов и способа их хранения. Хранение реагентов предусматривают в сухом или растворенном виде.
Сухое хранение реагента
При сухом хранении реагентов необходимо устраивать склад, рассчитанный на 15–30 суточный запас, считая по периоду максимального расхода реагента согласно п. 6.202 [1].
Площадь склада для коагулянта или извести определяется по формуле
, м2,
где Q – полный суточный расход воды, м3/сут;
Дк – максимальная доза реагента, г/м3;
Т – продолжительность хранения реагента на складе, сут;
a – коэффициент для учета дополнительной площади проходов на складе, равный 1.15;
Рс – содержание безводного продукта в коагулянте (извести), %; принимается для очищенного коагулянта 50%, для неочищенного – 33.5%, для извести – 60.70%;
s – объемный вес реагента, 1.1–1.3 т/м3;
h – допустимая высота слоя реагента на складе (для коагулянта принимается 2.0 м, для извести – 1.5 м).
Доза коагулянта с учетом мутности исходной воды составляет 40 мг/л.
Fскл = = 0.00004*15600*15*1.15/10000*0.5*1.1*2 = 101.8 м2
Цех коагуляционного хозяйства
Для приготовления раствора коагулянта применяют растворные и расходные баки, воздуходувки для подачи воздуха, обеспечивающие перемешивание раствора реагентов, и дозаторы для дозирования расчетной дозы реагентов в смесители. В расходном баке коагулянтов хранится не менее 30-суточного запаса реагентов.
Емкость растворных баков определяется по формуле
, м3,
где q – часовой расход воды, исходя из полной производительности станции, м3/ч;
n – время, на которое заготавливают раствор коагулянта, согласно п. 6.22 [1] 10–12 ч;
Дк – максимальная доза коагулянта в пересчете на безводный продукт, г/м3;
bраств – концентрация раствора коагулянта, принимается согласно п. 6.21 [1] для неочищенного до 17%, для очищенного до 24%;
g – объемный вес раствора коагулянта, т/м3.
Количество растворных баков принимается с учетом разовой поставки, а также времени его растворения и должно быть не менее трех.
Количество расходных баков должно быть не менее двух. Высота слоя раствора в баках – 1.5–3.0 м. Раствор коагулянта из растворных баков в расходные может перепускаться самотеком либо перекачиваться насосом.
В расходных баках раствор разбавляется водой до соответствующей концентрации при постоянном перемешивании.
Wраств = 700*10*0.00004/10000*0.24*3 = 38.8 м3
Суточный расход реагента
Суточный расход реагентов рассчитывается по формуле:
Cсут=(35* 15600)/10*90 = 606.7 кг.
Объем растворного бака коагулянта рассчитывается по формуле:
W= (700*12*35)/1000*1*18= 16.3 м3.
Объем расходного бака коагулянта определяется по формуле:
W= (16.3*12)/8= 24.45 м3.
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.Находим Предотвращенный ущерб от сброса взвешенных веществ:
ПУвзв.вещ= Qгод * (Снач – Ссб )* Пл* 10-9
ПУвзв.вещ= 15600*365 *1000* ( 480-8,3)* 366*0.000000001=1591920 р.
Где ПУ- предотвращенный ущерб ; Qгод – годовой расход сточной воды ; Снач – концентрация до чистки ; Ссб – концентрация при которой возможен сброс ; Пл – плата за сброс.
2. Находим предотвращенный ущерб от сброса химического загрязнения:
ПУхим.вещ-ва= Qгод * (Снач – Ссб )* Пл* 10-9
ПУхим.вещ-ва=15600*365*1000*(3.5-1.5)*55100*0.000000001
=627478 р.
3. Затраты на очистку от взвешенных веществ:
Звзв= Qгод*Сб
Звзв= 15600*1000*365 * 1,2= 683 280 р
Где Сб- себестоимость очистки.
4. Затраты на очистку от химического загрязнения :
Зхим.загр= Qгод*Сб
Зхим.загр= 15600*1000*365 * 5= 1 423 500р.
5. Общий предотвращенный ущерб равен:
ПУобщ= ПУхим + ПУвзв
ПУобщ= 1591920 + 627478= 2 219 398р.
6.Общие затраты на очистку :
Зобщ= Звзв + Зхим.загр
Зобщ = 683 280 + 1 423 500 = 2 106 780 р.
7. Прибыль от продажи осадка равна:
- стоимость песка составляет 66р/м3 , суточный объем осадка,накапливаемого в песколовках – 0.36 м3/сут,соответственно в год – 132 мз , следовательно годовая прибыль от продажи осадка равна 132*66= 8672 р.
8. Экономическая эффективность очистки:
Э= ПУобщ – Зобщ + П
Э= 2 219 398 –2 106 780 + 8672 = 121 290 р.
Вывод: Исходя из данных расчетов можно сделать вывод ,что проводить очистку сточных вод по данной технологической схеме целесообразно, т.к это экономически выгодно.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе курсового проекта составлен технологический узел очистки от взвешенных веществ и соединений свинца перед сбросом воды в водоем, проведен расчет основного оборудования и экономического ущерба.
В настоящее время в области очистки сточных вод основным направлением развития является разработка канализационных систем с минимальным сбросом сточных вод в водоем или без сброса - бессточных систем. Необходима разработка рациональных способов сокращения объема сточных вод за счет создания оборотных и замкнутых систем водоснабжения, исключающих сброс воды в водоемы. При таком водоснабжении предусматривается необходимая очистка сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработка и повторное использование сточной воды.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы. Учебное пособие. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004.
2. Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков: Учебное пособие /Д.А. Кривошеин, П.П. Кукин, В.Л. Лапин и др. – М.: Высшая школа, 2003 – 344 с: ил.
3. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. Уч. Пособие. – М.: издательство АСВ, 2004. – 496 с.
4. Батугин А.С, Захарова А,А. Защита гидросферы. Ч.1. Учебное пособие для студентов 4 – го курса специальности ИЗОС.- М.: МГГУ,2006
5. Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка: Учебное пособие для вузов. М. Издательство МГУ, 1996 – 680 с; 178 ил.
6. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов. М.: Химия 1989 – 512с.
7. Томаков П.И., Коваленко В.С., Михайлов А.М., Калашников А.Т. Экология и охрана природы при открытых горных работах. М.: Издательство МГГУ. – 1994, 418 с.: ил.