Расчет радиального отстойника со встроенным биокоагулятором

 

Отстаивание является наиболее простым и часто применяемым в практике способом выделения из сточных вод грубодисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. Выбор типа, конструкции и числа отстойников должен производиться на основе технико-экономического их сравнения с учетом местных условий. Основными условиями эффективной работы отстойников являются: установление оптимальной гидравлической нагрузки на одно сооружение или секцию; равномерное распределение сточной воды между отдельными сооружениями; своевременное удаление осадка и всплывающих веществ.

Радиальный отстойник представляет собой круглый в плане резервуар. Сточная вода подается в центр отстойник снизу вверх и движется радиально от центра к периферии. Плавающие вещества удаляются с поверхности воды в отстойнике подвесным устройством, размещенным на вращающейся ферме, и поступают в приемный бункер или сборный лоток.

Выпадающий осадок с помощью скребков, укрепленных на подвижной ферме, сдвигается в приямок отстойника.

Радиальные отстойники (рисунок 4) применяются при пропускной способности станции более 20000 м³/сут. В данном курсовом проекте необходимо запроектировать радиальный отстойник со встроенным биокоагулятором и преаэротором. Расчет сводится к определению геометрических размеров данного сооружения.

Зная требуемый эффект осветления сточной жидкости 50% найдем концентрацию взвешенных веществ, содержащихся в сточной воде на выходе из отстойника

Рисунок 4 - Радиальный первичный отстойник: 1 - подача сточной воды; 2 - сборный лоток; 3 - отстойная зона; 4 - иловый приямок; 5 - скребковый механизм; 6 - удаление осадка

 

,                                 (34)

 

где С_en - концентрация взвешенных веществ, содержащихся в сточной воде поступающих на отстойник, мг/дм³, С_en = 210,9 мг/дм³;

С_ex - концентрация взвешенных веществ, содержащихся в сточной воде на выходе из отстойник, мг/дм³.

 

,                                           (35)

 

 мг/дм³.

Определяем значение гидравлической крупности U₀, мм/с по формуле

 

,                        (36)

 

где  - глубина проточной части в отстойнике, принимаемая 3,5 м;

 - коэффициент использования объема проточной части отстойника, равный 0,45;

 - продолжительность отстаивания, для городских сточных вод и в зависимости от концентрации взвешенных веществ равная 2121 с;

h ₁ - глубина слоя, равная 0,5 м;

n ₂ - показатель степени, зависит от эффективности осветления, для город-ских сточных вод равный 0,30.

 

 мм/с.

 

Принимаем 4 отделения отстойника и определяем диаметр отстойника

 

,                                    (37)

 

где  - максимальный секундный расход сточных вод, равный 1,32 м/с;

v_tb - скорость турбулентной составляющей, мм/с, при скорости v_w = 5 мм/c составляет v_tb = 0 мм/с.

 м.

Принимаем стандартный диаметр отделений, равный D_set = 45 м.

Рассчитаем скорость на середине радиуса отстойника

 

,                                        (38)

 

 м/с = 1,3 мм/с.

Скорость в середине радиуса находится в допустимых пределах.

Определяем общую высоту отстойника

 

,                                   (39)

 

где Н₁ - высота борта над слоем воды, равная 0,3 м;

 - высота нейтрального слоя, равная 0,3 м.

 м.

Определяем количество осадка, выделяемого при отстаивании за сутки

 

,                                  (40)

 

где Q - суточный расход сточных вод, равный 114000 м³/сут;

 - влажность осадка, равная 94-96%, принимаем 95%;

 - плотность осадка, равная 1 г/см³.

 м³/сут.

БПК₅ очищенной сточной воды, прошедшей биокоагуляцию, и дозу активного ила, г/дм³, можно рассчитать по формулам

 

,                      (41)

,                                      (42)

 

где  - БПК₅ поступающей сточной воды примерно на 50% меньше БПК₂₀ и составляет 406,13 мг/дм³;

 - неперово число, равное 2,71;

 - константа процесса коагуляции, равная 7,24;

 - продолжительность биокоагуляции,  ч;

 - количество растворенных загрязнений по БПК₅, равное 0,21;

 - концентрация избыточного активного ила, г/дм³ (по сухому веществу), принимаемая в среднем 7 г/дм³;

 - отношение объема подаваемого ила к расходу сточной жидкости, равное 0,01;

 - концентрация взвешенных веществ в сточной воде, г/дм³ (по сухому веществу), определяемая по формуле

 

,                                     (43)

 

где  - норма водоотведения, равная 250 л/чел.·сут.

 мг/дм³ = 0,093 г./дм³^,

 г/дм³^,

 мг/дм³.

Эффект работы биокоагулятора по БПК₅ в отстойниках, будет равен

 

,                                  (44)

 

%.

Объем камеры биокоагуляции , м³, устанавливаем по формуле

 

, (45)

 

где  - расчётный расход, равный 3958,33 м³/ч;

 - продолжительность отстаивания, t ₁ = 0,33 ч.

 м³.

Определяем диаметр биокоагулятора

 

,                                       (46)

 

где  - высота биокоагулятора, принимается равной высоте рабочей части отстойника и равна 3,5 м;

 - объем одного биокоагулятора, м³, равный

 

,                                            (47)

 

где  - число отделений отстойника, равное 4.

 м³,

 м.

Объем отстойника , м³, определяется по формуле

 

, (48)

 

где F _от - площадь отстойника, м²;

Подставим численные значения

 м²,

 м³.

Площадь поверхности отстойника с биокоагуляцией , м², находим по формуле

, (51)

 

 м².

Определяем диаметр отстойника с биокоагулятором, м

 

,                                          (52)

 

 м

Принимаем четыре секции отстойника с биокоагулятором диаметром 50 м.