2020-04-12
178
Хлораторна запроектована у вигляді окремо розміщеної одноповерхової будівлі з приєднанням до теплової, водопровідної й каналізаційної мереж очисної станції. Вона складається із складу контейнерів, хлордозаторної, насосної й допоміжних приміщень. Склад призначений для зберігання хлору в контейнерах місткістю 800 л. Рідкий хлор із контейнера, розміщеного на вазі марки НПВ, подається на випарювач у хлордозаторну. Після випаровування газ проходить грязьовик, фільтр і далі підводиться через хлоратори ЛОНИИ-100К до ежекторів, у які насосом-підвищувачем напору типу К подається водопровідна вода. Після ежекторів хлорна вода відводиться до місця змішування із стічними водами.
Рисунок 27 – Хлораторна продуктивність 12,5 кг/год
I – склад контейнерів; II – хлор дозаторна; III – щитова й операторська;
IV - насосна; V – санвузол; VI – тамбур; VII – тамбур хлодозаторної;
VIII – коридор; IX – витяжна; X – приточна венткамера.
1 – вага; 2 – таль електрична; 3 – випаровувач; 4 – грязевик; 5 – фільтр;
6 - швидкісний водоводяний нагрівач; 7 – таль ручна пересувна; 8 – бак розчинний; 9 – насос марки «Х»; 10 – пристрій для підйому контейнерів;
11 – вологовідділювач; 12 – насос марки «К»; 13 – бак розриву струмини;
14 – хлоратор ЛОНИИ-СТОК; 15 – ежектор; 16 – компресор; 17 – балони з азотом; 18 – газовики дна труба; 19 – скрубер; 20 – резервуар для нейтралізуючого розчину; 21 - контейнер із хлором
|
|
|
Площа, необхідна для розміщення хлораторів, становить 2 м2 на кожен апарат чи 5 м2 разом із вагою. Хлоратори кріпляться за допомогою штирів на відстані 25-30 см від стіни. Відстань між хлораторами приймають рів-ною 60-80 см.Для періодичної очистки від хлору хлораторів, грязьовиків, фільтрів,а також для попередження накопичення трихлористого азоту, передбачаєтьсяпродування стисненим азотом із балонів. Для ліквідації можливих аварій контейнерів передбачені резервуари для нейтралізуючого розчину, насоси типу«Х», розчинний бак і склад сухих реагентів, а також автоматичні системи ліквідації аварії й очистки вентиляційного повітря перед викидом його в атмосферу. Хлораторні можуть розміщуватись як в окремо розміщених будівлях,так і на ізольованих площах виробничо-допоміжних будівель. Хлордозаторна повинна розміщуватись на першому поверсі й мати запасний вихід безпосередньо на вулицю. Це викликане тим, що транспортувати балони чи контейнери з хлором на верхні поверхи важко. Крім цього, при встановленні обладнання на другому поверсі й вище у випадку витоку хлор-газ через нещільностіу підлозі може поширюватись по усій будівлі. Для швидкого видалення газу з приміщень хлордозаторну обладнують вентиляцією, розрахованою на 12-кратний обмін повітря на протязі 1 години. Витяжку у хлордозаторному приміщенні влаштовують біля підлоги. Пускова апаратура вентиляційної системиповинна знаходитись поза хлордозаторною.У США випускаються хлоратори дуже малих розмірів, які монтуються безпосередньо на балонах з хлором (рис. 28).
|
|
|
Рисунок 28 – Установка для хлорування стічних вод у відкритому каналі
1 – балон з хлором; 2 – хлоратор; 3 – стиснене повітря; 4 – напірний хлопровід; 5 – робоча вода; 6 – інжектор; 7 – душова насадка.
До складу такої установки входить хлоратор, напірний хлоропровід й інжектор з душовою насадкою, в який під тиском подається робоча вода. Інжектор монтується безпосередньо в місці змішування стічних вод з хлорною водою, довжина напірного хлоропроводу може досягати при цьому 300 м. Хлоратори випускаються на різну продуктивність за хлором - від 11 до 1900 г/год.
В установці, зображеній на рис. 29, в інжектор за допомогою зануреного насосу подаються безпосередньо знезаражувані стічні води.
Рисунок 29 – Установка для хлорування стічних вод у контактному резервуарі
1 – балон з хлором; 2 – стиснене повітря; 3 – хлоратор; 4 – пускач;
5 – напірний хлоропровід; 6 – кріплення; 7 – кабель; 8 – насос; 9 – інжектор
Широке застосування знезаражування стічних вод газоподібним хлором зумовлене високою надійністю його бактерицидної дії, можливістю простого оперативного контролю за процесом знезаражування шляхом хімічного визначення величини залишкового хлору, простотою конструктивного оформлення апаратури, можливістю отримання цього дезинфікуючого агента в готовому вигляді. Однак хлор є токсичною речовиною й потребує особливих заходів безпеки при транспортуванні та зберіганні, а також дотримання складних правил техніки безпеки при експлуатації хлорного господарства. Виконання цих правил на очисних станціях в малих населених пунктах і в сільській місцевості утруднене, тому в цих районах газоподібний хлор практично не використовується.
5.2Знезаражування хлорним вапном
На очисних станціях продуктивністю до 5 – 10 тис. м3/добу широкозастосовується знезаражування стічних вод розчинами хлорного вапна. Хлорне вапно CaCl O2поставляється в поліетиленових мішках,стальних барабанах, фанерних чи дерев’яних бочках і являє собою білий порошок із різким запахом. Вміст активного хлору у хлорному вапні в залежності від його марки складає 32 – 35 %. Принцип дії установок для знезаражування хлорним вапном полягає у приготуванні розчину необхідної концентрації й наступної його подачі в стічні води у вигляді дозованої струмини. Установки для приготування розчину хлорного вапна однотипні й відрізняються одна від одної лише деякими деталями та габаритами, які визначаються їх продуктивністю. Найпростіші установки виготовляються у вигляді дерев’яних розчинних і витратних баків з відповідною арматурою. На рис. 30 зображена хлораторна установка конструкції ЦТ воду МШС з металевими розчинними й витратними баками. Необхідна кількість хлорного вапна засипається в розчинний бак мірником через люк. Далі туди ж подається водопровідна вода і за допомогою мішалки з ручним приводом здійснюється розчинення хлорного вапна. Відстояний розчин далі зливається у витратні баки, звідки дозується в стічні води через хлорвимірювач. Повітря,а також гази, які утворюються при розкладанні хлорного вапна, відводяться в атмосферу по магістралі, з’єднаній з кришками баків. Розчинний бак очищається від осаду через спеціальний люк.
Рисунок 30 – Схема установка для знезаражування стічних вод
хлорним вапном
1 – розчинний бак; 2 – витратні баки; 3 – шланги; 4 – люк із мірником;
5 – хлорвимірювач; 6 – водопровідна вода; 7 – люк; 8 – збірник; 9 – відвід газів в атмосферу
|
|
|
Інститутом Мосдіпротранс розроблений типовий проект хлораторної продуктивністю до 0,5 кг хлору за годину із застосуванням баків конструкції ЦТводу МШС. Хлораторна розміщується в одноповерховому цегляному приміщенні розміром у плані 3х6 м і висотою 3,7 м. У приміщенні розміщується власне хлораторна, склад для зберігання бочок з хлорним вапном і тамбур. У хлораторній розміщується основне технологічне обладнання й насоси-дозатори (у випадку напірної подачі хлорної води). Склад розрахований на зберігання 1800 кг хлорного вапна. У тамбурі перед входом у хлораторну розміщуються шафа для зберігання спецодягу й протигазів, аптечка для надання термінової медичної допомоги. Хлораторна та склад хлорного вапна обладнуються вентиляцією.
5.3Змішувачі стічних вод
Для змішування стічних вод із хлорною водою можуть використовуватись змішувачі будь-якого типу. При витратах стічних вод до 1400 м3/добу використовуються йоржеві змішувачі. При більших витратах найчастіше застосовуються змішувачі типу лотка Паршаля. Лоток Паршаля складається з підвідного розтруба, горловини й відвідного розтруба (рис. 31). Бокові стінки горловини точно вертикальні, а дно має похил в сторону руху води. В результаті звуження перетину і різкої зміни похилу дна у відвідному розтрубі виникає гідравлічний стрибок, у якому відбувається інтенсивне перемішування стічних вод з хлорною водою.
Рисунок 31 – Змішувач типу «лоток Паршаля»
1 – підвідний лоток; 2 – перехід; 3 – трубопровід хлорної води; 4 – підвідний розтруб; 5 – горловина; 6 – відвідний розтруб; 7 – відвідний лоток; 8 – створ повного змішування
Розміри змішувачів типу лотка Паршаля наведені в табл. 12.Контактні резервуари призначені для забезпечення розрахункової тривалості контакту очищених стічних вод з хлором або гіпохлоритом натрію.
Таблиця 12 – Розміри змішувачів типу лотка Паршаля
При знезаражуванні стічних вод, очищених на краплинних біофільтрах, для контакту хлору з водою можуть застосовуватись вторинні відстійники, хоча наявність біоплівки в цьому випадку заважає досягненню належного ефекту знезаражування стічних вод. Окремі контактні резервуари влаштовують після аеротенків, а також після високонавантажуваних біофільтрів, які працюють за схемою з рециркуляцією очищених стічних вод.
|
|
|
5.4Контактні резервуари
В якості контактних резервуарів можуть використовуватись горизонтальні, вертикальні чи радіальні відстійники. Вертикальні відстійники використовуються на малих очисних станціях.
Застосування радіальних відстійників обмежене через труднощі, пов’язані з видаленням осаду (контактні резервуари не можна обладнувати мулоскребами, оскільки у присутності хлору вони піддаються корозії). Найчастіше контактні резервуари влаштовуються на базі первинних горизонтальних відстійників без скребків. Контактні резервуари розраховуються на перебування в них стічних вод на протязі 30 хв. при максимальній розрахунковій витраті. У ці 30 хв включається також тривалість протоку стічних вод після змішувача в каналах до контактних резервуарів і після них до випуску у водойму. Кількість секцій контактних резервуарів повинна бути не меншою 2.У контактних резервуарах відбувається окислення залишкових забруднень стічних вод хлором, що призводить до випадання в них осаду. Кількість осаду приймається в залежності від ступеня очистки стічних вод і використовуваного дезинфікуючого реагенту. При знезаражуванні хлором кількість осаду вологістю 98 %, який випадає в контактних резервуарах, складає: для стічних вод після механічної очистки - 1,5 л/м3; для стічних вод після біологічної очистки в аеротенках і на біофільтрах - 0,5 л/м3
Розроблені типові проекти контактних резервуарів на різну продуктивність очисних споруд на дві, три, чотири й шість секцій шириною 3,0, 6,0 і 9,0 м робочою глибиною 2,9, 3,2 і 3,3 м (табл.13). Довжина секцій змінюється за допомогою вставок довжиною 3,0 м. У типовому проекті ТП 902-3-71.87 хлорна вода вводиться безпосередньо в трубопровід, по якому стічні води надходять у розподільний лоток контактних резервуарів. Видалення осаду та спорожнення контактних резервуарів при цьому здійснюється за допомогою переносного насоса марки ГНОМ 16-15.
На рис. 32 зображений двосекційний контактний резервуар пропускною здатністю 10000 м3/добу. Для кращого змішування стічних вод з хлорною водою передбачена подача повітря у впускний лоток. Видалення осаду передбачається через трубопровід спорожнення контактного резервуара. Дно контактних резервуарів більшої продуктивності влаштовується ребристим. В лотках ребристого дна розміщуються трубопроводи технічної води із сприсками для змиву осаду до приямків, розміщених на початку контактного резервуара; на гребенях встановлені трубчасті перфоровані аератори. В контактних резервуарах може здійснюватись безперервна аерація повітрям для насичення стічних вод киснем і запобігання випаданню зависі.
Таблиця 13 – Основні розміри типових контактних резервуарів
Рисунок 32 –Контактні резервуари пропускною здатністю 10000 м3/добу
1 – розподільна камера; 2 – впускний лоток; 3 – струминонаправляючий щит;
4 – приямок; 5 – збірний лоток; 6 – трубопровід спорожнення;
7 – повітропровід
При експлуатації контактних резервуарів без аерації повітрям осілий осад видаляється періодично (1 раз у 5 – 7 днів). При цьому секція відключається та спорожнюється, а осілий осад змивається в приямок і видаляється в каналізаційну мережу очисної станції.
6 Приклад розрахунку споруд
6.1Визначення витрати стічних вод від об’єктів водовідведення
Для розрахунків малих очисних споруд необхідно скласти блок-схему.
Склад споруд вибираємо у залежності від характеристики і кількості стічних вод, що надходять на очистку, необхідного степеня їх очистки, методу обробки осаду і місцевих умов.
QЖБ – добова витрата стічних вод від житлового будинку (за завданням), QЖБ = 180 м3/добу;
QШ – добова витрата стічних вод від школи, QШ = 38 м3/добу (за завданням);
QБ – добова витрата стічних вод від басейну, QБ = 2,3 м3/добу (за завданням).
Розраховуємо добові витрати стічної води, що надходять на малі очищувальні споруди:
Визначаємо загальні годинні витрати:
Визначаємо загальні секундні витрати:
Розраховуємо максимальні і мінімальні витрати стічної води, що надходять на малі очищувальні споруди:
,
де Кмах = 1,45 – коефіцієнт максимальної добової нерівномірності притоку стічної води на малі очищувальні споруди, який залежить від середніх витрат побутових стічних вод.
.
Визначаємо максимальні годинні витрати стічної води:
.
Визначаємо максимальні секундні витрати стічної води:
Визначаємо мінімальні добові витрати стічної води:
, 
де 
= 0,5 – коефіцієнт мінімальної добової нерівномірності притоку стічних вод на малі очищувальні споруди.
Визначаємо мінімальні годинні витрати стічної води:
.
Визначаємо мінімальні секундні витрати стічної води:
6.2 Визначення концентрації забруднень стічних вод
6.2.1 Визначення концентрації забруднень стічних вод за БСК
Розподіляємо питому кількість забруднень за БСКповн по об’єктах в залежності від часу перебування людини в цих місцях:
· житловий будинок – 16 год;
· школа – 7 год;
· басейн – 2 год.
Концентрація забруднень за БСК для житлових будинків:
де а = 75 г/добу – питома норма надходження БСКповн на одного жителя (за СНиП 2.04.03 – 85). Оскільки в житловому будинку людина перебуває лише 16 год на добу, то питома норма надходження БСКповн на одного жителя становить а∙ 16/24 = 75∙16/24 = 50 г/добу.
– споживання води однією людиною в житловому будинку, 
централізоване холодне і гаряче водопостачання з ваннами.
.
Концентрація забруднень за БСК для школи:
.
Так як у школі людина перебуває 7 год на добу, тому питома норма надходження БСКповн на одну людину: а∙7/24 = 75∙7/24 = 21,9 г/добу.
– споживання води одним школярем; 
.
мг/л.
Концентрація забруднень за БСК для басейну:
, мг/л
Так як у басейні людина перебуває 2 год на добу, тому питома норма надходження БСКповн на одну людину: а∙2/24 = 75∙2/24 = 6,25 г/добу.
– споживання води однією людиною в басейні, 
.
мг/л
Визначаємо загальну концентрацію забруднень стічних вод за БСКповн:
6.2.2 Визначення концентрації забруднень стічних вод за завислими речовинами
Концентрація забруднень стічних вод за завислими речовинами для житлових будинків:
де а = 65 г/добу – кількість забруднюючих речовин на одного жителя. Так як в житловому будинку людина перебуває лише 16 год на добу, то кість забруднюючих речовин на одного жителя становить 
г/добу.
q – споживання води однією людиною в житловому будинку, 
– централізоване холодне і гаряче водопостачання з ваннами.
Концентрація забруднень стічних вод за завислими речовинами для школи:
де а = 65 г/добу. Так як в школі людина перебуває лише 7 год на добу,то кількість забруднюючих речовин на одну людину: 
г/добу.
– споживання води одним школярем; 
.
Концентрація забруднень стічних вод за завислими речовинами для басейну:
де а = 65 г/добу. Так як в басейні людина перебуває лише 2 год на добу, то кількість забруднюючих речовин на одну людину: 
г/добу
– споживання води однією людиною в басейні, 
.
Визначаємо загальну концентрацію забруднень стічних вод за завислими речовинами:
6.3Розрахунок малих очищувальних споруд
Виходячи з необхідної степені очищення стічних проектуємо споруди: для механічного очищення стічних вод, для біологічного очищення стічних вод і знезараження. Згідно завдання і вихідних даних будуємо блок-схему очищувальних споруд.
6.3.1 Приймальна камера
Для приймання стічної води з напірних трубопроводів перед очищувальними спорудами влаштовуємо приймальну камеру.
Згідно з максимальним притоком стічної води на очищувальні споруди за табл. 14 приймаємо розміри приймальної камери.
Оскільки 
, то приймаємо наступні розміри приймальної камери: А×В×Н = 1500×1000×1300 мм. Діаметр напірного трубопроводу 400 мм.
Таблиця 14 – Розміри приймальної камери
|
| Розміри, мм | Діаметр напірного трубопроводу, мм | ||
| А | В | Н | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 100-160 | 1500 | 1000 | 1300 | 150÷250 |
| 250 | 1500 | 1000 | 1300 | 250 |
| 400-630 | 1500 | 1000 | 1300 | 400 |
| 1000-2500 | 2000 | 2300 | 2000 | 6000 |
, м3/добу
6.3.2 Решітки
Стічні води від житлових будинків, шкіл містять велику кількість великих покидьків різного складу: кухонні, текстиль, папір, пробки. Тому для виловлювання зі стічної води великих нерозчинних забруднень застосовують решітки, які виконують із круглих, прямокутних чи іншої форми металевих стержнів. Решітки встановлюються на всіх очисних спорудах не залежно від способу подачі на них стічної води – самопливом або напірним трубопроводом.
Виходячи з максимального годинного притоку стічних вод прийнята будівля решіток розміром 6x9 м
Розрахункова кількість прозорів:
де, b – ширина прозорів;
b= 10-16 мм = 0,010 – 0,016 м; прийнято b = 0,016 м;
– швидкість стічних вод; = 0,8 – 1 м/с; прийнято 
= 1 м/с
h1 – глибина води перед решіткою; h1 = 0,1 м;
k – коефіцієнт, що враховує стиснення прозорів греблями і затриманими забрудненнями; k = 1,1;
– максимальні секундні витрати стічних вод, м3/с.
Визначаємо ширину решітки:
де S = 0,08.
.
Швидкість протікання стічних вод через решітку:
Втрати напору в решітці:
де, 
− коефіцієнт місцевого опору; для круглих стержнів 
p – коефіцієнт, що враховує збільшення втрат напору внаслідок забруднення решіток; р = 3.
6.3.3 Пісковловлювач
Для вловлювання зі стічних вод піску та інших мінеральних нерозчинних забруднень застосовують пісковловлювачі, які підрозділяються на горизонтальні, вертикальні, із круговим рухом води.
Для міських стічних вод характерна наявність певної кількості піску та інших домішок мінерального походження. Велика кількість піску потрапляє в стічні води з поверхневим стоком, при інфільтрації ґрунтових вод в каналізаційну мережу через нещільності стикових з’єднань, а також при підключенні до мережі промислових підприємств.
Приймаємо 2 пісковловлювачі. Розрахункове навантаження на 
Визначаємо площу відділення пісколовки у плані:
.
Приймаємо круглу в плані пісколовку.
Розраховуємо діаметр пісколовки:
Н = D/2 = 0,45/2 = 0,225 м.
Глибина конусної частини:
Визначаємо об’єм конусної частини:
Кількість випадання осаду в пісколовку за добу:
,
де 
приведена кількість жителів за завислими речовинами.
чол,
b = 65 г/добу.
Заповнення конусної частини пісколовки осадом буде протікати за період:
Отже, осад доцільно забирати не рідше 1 разу в 1 добу.
6.3.4 Бункери для піску
Для зневоднення піску на малих очисних спорудах рекомендується застосовувати спеціальні циліндрично-конічні піскові бункери діаметром 1,5 – 2 м, пристосовані для наступного завантаження піску в автомобілі і їх вивозу.
Піскові бункери розташовуємо на 9-ти добове зберігання піску. Їх слід розташовувати в опалювальних будівлях з розрахунковою внутрішньою температурою не менше 
Засувка на вивантажувальному отворі повинна бути електрифікованою. Під бункерами обов’язкове облаштування трапів для відбору стічних вод в каналізацію або сам пісковловлювач.
Слід приймати не менше 2-х бункерів для піску діаметром D = 1,5 м.
1,77 м3 / 9 діб = 0,20 м3.
Отже, приймаємо 2 бункери для піску об’ємом 0,20 м3 кожен.
6.3.5 Водовимірювальний пристрій
Розмір вимірювального лотка Вентурі (рис. 33) залежить від витрати стічних вод: 
= 13,31 м3/год.
Рисунок 33 – Лоток Вентурі для вимірювання витрати стічної води
В – ширина лотка, мм; b – ширина горловини звуженої частини лотка, мм;
Н – глибина лотка, мм; Е – відстань від контрольного перерізу лотка до початку горловини, мм; F – довжина горловини, мм; К – відстань від звужуючого пристрою до місця встановлення вимірювальних приладів;
L – загальна довжина, мм; L = Е + F + К; і1, і2 – нахили підвідного і відвідного лотків відносно вимірювального пристрою.
Найбільш точним і надійним водовимірювальним приладом для контролю витрати стічної води в прямокутних каналах є лоток Вентурі, який розміщується між пісколовкою та первинним відстійником.
Ділянка до каналу і після вимірювального лотка повинна бути прямолінійною і не мати відгалужень.
Таблиця 15 – Розміри лотка Вентурі
| Межа вимірювань стічних вод, | Параметри, мм | ||||||||
| В | b | Н | Е | F | K | L | i 1 | i2 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 25 – 50 | 450 | 296 | 600 | 1200 | 1260 | 2040 | 4500 | 0,002 | 0,003 |
6.3.6 Первинний вертикальний відстійник із висхідним потоком води
Вертикальні відстійники мають діаметр не більше 9 м. Робоча глибина відстійної частини в межах 2,7 – 3,8 м.
Загальна площа поверхні дзеркала води відстійника визначається за формулою:
,
де, 
−максимальна годинна витрата стічних вод, м3/год;
q − навантаження на поверхню дзеркала води відстійника. Для відстійника із висхідним потоком води q=1,9 м3/(
год)
.
Розраховуємо діаметр первинних вертикальних відстійників:
, 
,
де N − кількість відстійників (приймаємо не менше 2); N = 2;
d – діаметр впускного пристрою центральної труби вертикального відстійника; d = 0,15 м;
.
Приймаємо стандартний діаметр первинного вертикального відстійника D = 3 м.
Визначаємо розрахунковий об’єм зони освітлення:
,
де 
– розрахункова тривалість відстоювання. Для відстійника з висхідним потоком води 
= 1,5 год = 5400 с.
Визначаємо робочу глибину відстійника:
Визначаємо продуктивність (пропускну здатність), виходячи із його відомих геометричних розмірів і необхідної ефективності освітлення стічних вод:
де Кset – коефіцієнт використання об’єму проточної частини відстійника, що враховує реальну схему потоків рідини в ньому; Кset = 0,65.
Для приведення отриманих даних визначають розрахункову умовну гідравлічну крупність частинок, затримуваних у відстійнику:
коефіцієнт, що враховує вплив мінімальної середньомісячної температури стічних вод; для відстійника із висхідним потоком води 
,
тому α = 0,9;
h1 – глибина шару рідини в лабораторних циліндрах; h1 = 0,5 м;
n – коефіцієнт, що залежить від концентрації завислих речовин і ефекту освітлення; при Е = 60% n = 0,35 – 0,37. Приймаємо n = 0,36.
зважуюча швидкість; приймаємо в залежності від швидкості руху потоку рідини в відстійнику; 
мм/с, тому 
Визначаємо кількість осаду, що затримується в первинному відстійнику з врахуванням ефекту освітлення стічних вод.
Маса сухої речовини осаду складає:
т/добу,
де 
– загальна концентрація забруднень стічних вод за завислими речовинами; 
=136,32 мг/л;
Еф – ефект освітлення, Еф = 60 %;
К – коефіцієнт, що враховує збільшення об’єму осаду за рахунок крутих фракцій зависі, які не вловлюються при відбиранні проб для аналізу; К = 1,1;
– максимальна витрата стічних вод, м3/добу; =319,44 
т/добу.
Визначаємо добовий об’єм осаду, що затримуються в первинних відстійниках:
де 
– вологість сирого осаду в залежності від застосування різних типів насосів. При висхідному русі води =93% – перекачування плунжерними насосами.
– густина сирого осаду, 
= 1,05 т/м3.
6.3.7 Біологічне очищення − високонавантажувальний біофільтр
Розраховуємо високонаватажувальний біофільтр за СНиП 2.04.03-85.
T = 
− температура стічних вод.
БСКПОВН стічних вод, які подаються на біофільтри з пластмасовим завантаженням, допускається приймати не більше 250 мг/л.
БСКПОВН стічних вод знижується на 20%. Органічні речовини випадають в осад. Концентрація забруднень за органічними речовинами, що надходять на очисні споруди:
Ефект очистки стічних вод:
Приймаємо робочу висоту біофільтра Нpf = 3 м [3]. За таблицею 39 [3] визначаємо гідравлічне навантаження 
= 9,32 
.
Об’єм завантаження біофільтрів:
Площа поверхні біофільтрів у плані:
Приймаємо 2 високонавантажувальних біофільтра з пластмасовим завантаженням.
Діаметр кожного біофільтра:
За типовим проектом приймаємо діаметр кожного біофільтра D = 3 м.
6.3.8 Біофільтр із піноскляним завантаженням
Розрахувати біофільтр з піноскляним завантаженням для очищення стічних вод при наступних вихідних даних: 
, 
, Q=562,6 м3/доб, γ=15, ρ=0,6 кг/(м3·доб)
Розраховуємо мінімальну висоту загрузки по формулі:
,
де E – беремо з таблиці 4,11, Е=1,7;
Q – основа, Q =1,047;
Т – температура, Т = 20–25, приймаємо Т=22°С;
– температурний коефіцієнт біохімічнх процесів;
При Т=22°С, =0,219
Тоді:
= 
Висота повинна бути в діапазоні 3–6м;
Гідравлічне навантаження:
q = (-0.6 
)/ln15/155,93= -4,33/-2,34=1,85 м3
Необхідний об’єм загрузки:
W=562,6/1,85=304,11 м3
Поверхня біофільтра:
F=304,11/2,83=107,5 м2
Приймаємо біофільтри(круглі в плані)
D= 
= 
=5,58м~6м;
Приймаємо 2-а біофільтри діаметром 6м, висотою 3,45м.
6.3.9 Біофільтр із бамбуковим завантаженням
Бамбукові фільтри рекомендується застосовувати на Чорноморському березі Кавказу, де є природні ресурси бамбука. Бамбукові біофільтри розраховують або по сорбційно-окислювальному методу або по константі завантаження.
Розрахувати біофільтр з бамбуковим завантаженням при наступних вихідних даних: Q=784,6м3/доб, 
, 
, температура стічни вод Т=16˚С.
Визначаємо необхідну висоту завантаження біофільтра:
;
де 
та відповідно неочищених і очищених СВ,мг/л;
– гідравлічне навантаження на біофільтр.
;
де 
- коефіцієнт, що залежить від середньої температури (при t = 16°C), 
.
Розраховуємо параметр висоти:
;
де - питома площа поверхні, м2/м3, 
м2/м3
Розраховуємо константу бамбукового завантаження:
;
де 
- пустотність, (пористість %),, 
.
Визначаємо гідравлічне навантаження:
;
Уточнюємо прийняте органічне навантаження:
;
Необхідна висота завантаження:
;
Необхідний об’єм:
;
Площа біофільтрів:
Приймаємо круглий у плані біофільтр діаметром:
Проектуємо 2 біофільтра висотою навантаження 3,7 м і діаметром 3 м кожний з реактивним розподіленням і природною аерацією.
6.3.10 Краплинний біофільтр
Визначити об’єм крапельного біофільтра при наступних вихідних даних:
, 
, Н=2м, Т=12˚С. Витрата стічних вод qo = 2 м3/(м2·добу).
Розрахунок біофільтрів полягає у визначенні необхідної висоти і об’єму завантаження, розмірів водорозподільних пристроїв (дозувальних баків, розподільних трубопроводів, спринклерів), а також лотків для збирання і відведення очищених стічних вод.
Метод розрахунку краплинних біофільтрів за СНиП 2.04.03-85.
Він ґрунтується на експериментально встановленій залежності між відношенням БПКповн. стічних вод на вході й на виході з біофільтра 
і основними технологічними параметрами краплинного біофільтра: висотою шару завантаження H, гідравлічним навантаженням qo, середньозимовою температурою води T (табл.1).
СНиП 2.04.03-85 встановлює граничну БПКповн стічних вод, що надходять на краплинний біофільтр, рівною 220 мг/л. Якщо БПКповн стічних вод перевищує 220 мг/л, то необхідно застосовувати рециркуляцію, тобто розбавляти стічні води, що надходять, очищеною водою таким чином, щоб БПКповн. суміші стічних вод і рециркуляційної рідини не перевищувала 220 мг/л.
Оскільки, БПКповн. не перевищує 220 мг/л, то рециркуляцію не застосовуємо.
При розрахунку краплинних біофільтрів за СНиП 2.04.03-85 спочатку визначається значення коефіцієнта 
БПКповн. неочищених стічних вод, 
;
БПКповн. очищених стічних вод, мг/л;
За знайденим значенням K і заданою середньозимовою температурою стічних вод T за таблицею 1 вибираємо висоту завантаження H і гідравлічне навантаження на поверхню біофільтрів qo.
При температурі стічних вод Т = 12 °С і висоті завантаження Н = 2 м, гідравлічне навантаження становить qo = 2 м3/(м2·добу).
Знаходимо необхідну площу біофільтрів в плані:
Біофільтри влаштовують у вигляді окремих секцій. Число і розміри секцій залежать від способу розподілення стічних вод по поверхні, умов експлуатації. Число секцій повинно бути не менше 2 і не більше 8, всі секції повинні бути робочими.
Приймаємо біофільтр, з числом секцій 3. Площа однієї секції:
Розмір однієї секції 6x9м. Загальний розмір біофільтра 9x18 м
6.3.11 Аеротенк
Розрахувати комплекс споруд, працюючих в режимі аерації типу «Блок ємностей» при наступних вихідних даних: Q=308,6м3/доб, 
, 
.
Оскільки БПКповн перевищує 150 мг/л, то необхідна регенерація активного мулу. Приймаємо до розрахунку аеротенка - змішувач з регенерацією і визначаємо ступінь очищення активного мулу.
Тривалість перебування стічних вод у аеротенку обраховуємо за формулою:
, діб
де 
– кінцеве, мг/л;
а - доза мулу, а = 6мг/л;
S - зольність мулу, S= 0,3 мг/л;
р - питоме навантаження, 
– ефект очищення:
= 158,74 мг/л
Визначаємо об’єм аеротенка-змішувач із подовженою аерацією:
Приймаємо аеротенк за типовим проектом №902-2-215/216 з розмірами секції L×B×H=24×4,5×4. Кількість секцій – 2. Повний робочий об’єм 864 м3.
6.3.12 Баштовий біофільтр
Визначити об’єм загрузки баштового біофільтра при 
, 
, Q = 1851,07м3/доб, Т=8˚С.
Визначення об’єму баштових біофільтрів здійснюється за допустимим добовим навантаженням по БПКповн на 1 м3 обєму завантаження.
де Q - розрахункова витрата СВ,м3/доб; 
- БПКповн відповідно неочищених і очищених СВ,мг/л; А – допустиме навантаження, г БПКповн на 1 м3 завантаження за добу:
БПКповн очищ. Води, мг/л | Навантаження по БПКповн кг/(м3·доб) при середньозимовій температурі СВ,°С | |||
| 8 | 10 | 12 | 14 | |
| 20 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
| 30 | 1300 | 1500 | 1600 | 1800 |
| 40 | 1600 | 1700 | 2000 | 2200 |
| 50 | 1900 | 2000 | 2200 | 2500 |
Висота завантаження вежних біофільтрів приймається в залежності від БПКповн СВ, що подаються на очистку. Приймаю висоту завантаження 8 м. Як і високо навантажувальні, вежні біофільтри також можуть розраховуватись за критеріальним комплексом. Д.Ф.Харитонов запропонував для розрахунку вежних біофільтрів критеріальний комплекс наступного виду:
,
де КТ – константа швидкості біохімічного окислення забруднень, доба-1;
Н – висота завантаження біофільтра;
- гідравлічне навантаження на поверхню біофільтра, м3/(м2·доб)
Отже, ефект освітлення на баштових біофільтрах 60% (подача повітря 16 м3 на 1 м3 стічних вод).
6.3.13 Біологічний фільтр
Визначити об’єм біологічного фільтра при наступних вихідних даних: 
, 
, 
, Н=0,5м.
Ефективність очищення біофільтра:
,
де Lex-15 мг/л – БСКповн. очищеної стічної води;
Об’єм біофільтра:
максимальний добовий притік стічних вод на очисні споруди;
де, діаметр диска відповідно до продуктивності 247,52 м3/добу – D=2м,
Z1 – кількість дисків на валу (при D=2, z1=10 шт.),
b – ширина диска (0,07 м);
B – ширина резервуара (1 м);
γ – коефіцієнт перфорації диска (0,5)
Повний об’єм:
Час перебування СВ у біофільтрі:
де, К = 44.
Ширина секції біофільтра:
де, δ – товщина диска, залежить від матеріалу (δ=0,07);
mс – кількість секцій.
Площа секцій біофільтра:
Довжина секції біофільтра:
Робоча глибина секції дискового біофільтра приймаємо:
Частота обертання валу із дисками дорівнює:
Швидкість обертання диска знаходиться за формулою:
Кількість зайвої біоплівки визначається за формулою:
6.3.14 Біофільтри завантажені полімерними матеріалами
Розрахувати біофільтр завантажений полімерними матеріалами при таких вихідних даних: 
, 
, Q=108,75м3/доб, Т=14˚С.
Приймаємо завантаження із пластичних листів з питомою поверхнею Кр=120 м2/м3 і пустотністю Р=90%.
Ефективність очищення біофільтра:
,
де, Lex-15 мг/л – БСКповн. очищеної стічної води;
- концентрація забруднень суміші побутових стічних вод за БСКповн;
При вихідних даних Э=89 % і Lex-15 мг/л – Ф=2,6.
При такому ефекті очищення приймаємо висоту біофільтра Н=4м.
Допустиме навантаження по периметру:
Визначаємо допустиме гідравлічне навантаження:
,
Розраховуємо необхідний об'єм пластмасового завантаження:
- максимальний добовий притік стічних вод на очисні споруди.
Площа поверхні біофільтра:
Призначаємо 2-і секції біофільтрів, тоді діаметр 1-ї секції буде дорівнювати:
Приймаємо 2-а біофільтра діаметром 1 м і висотою 4 м кожен. Розташовуємо їх в приміщені.
6.3.15 Споруди по стабілізації осаду
Стабілізація (мінералізація) осадів здійснюється з метою запобігання їх загниванню, а також зменшення маси сухої речовини за рахунок мінералізації (розкладання) частини органічних речовин осаду.
Аеробна стабілізація осадів здійснюється в спорудах, які називаються аеробними стабілізаторами. При інтенсивній аерації активного мулу чи його суміші з сирим осадом первинних відстійників відбувається біохімічне окислення частини органічних речовин осаду (30 – 40 %), внаслідок чого він стає стабільним.
На міських очисних спорудах аеробній стабілізації найчастіше піддають суміш сирого осаду первинних відстійників і неущільненого надлишкового активного мулу.
Середнє значення БПК після первинних відстійників
де, a = 0,3-0,5, – коефіцієнт приросту активного мулу (біоплівки);
b – винос активного мулу з вторинного відстійника, приймаємо 15 мг/л.
Кількість осаду по беззольній речовині при зольності сирого осаду Зос.=30% і зольності активного мулу Змулу=25%, і при гігроскопічній вологості осаду ВГ=5%:
.
Загальна кількість активного мулу після вторинних відстійників по беззольній речовині при зольності 25 %:
Знаходимо об’єм осаду із первинних відстійників (Wос = 96%, ρОС = 1,08т/м3)
Витрата біоплівки після ущільнювачів: (Wпл = 96%, ρОС = 1,03 т/м3):
Сумарна витрата сухого осаду і біоплівки:
- По сухій речовині:
- По беззольній речовині:
- По об’єму фактичної вологості:
Середнє значення вологості і зольності:
%
Об’єм аеробних стабілізаторів:
V= Vмулу*tмулу
де, tмулу – час ущільнення активного мулу, що становить 12 діб;
Vмулу – 2,64т/добу,
V= 2,64*12=31,7
6.3.16 Вторинний вертикальний відстійник із висхідним потоком води
Вторинні відстійники служать для затримання активного мулу,поступає разом з очищеною водою з аеротенків, або для затримання біологічної плівки, що надходить з водою з біофільтрів.
Розрахунок вторинних відстійників проводимо за гідравлічним навантаженням на поверхню відстійника:
