Расчёт сооружений механической очистки

2.1.1 Подбор приёмной камеры

Приёмная камера предназначена для гашения скорости напорных водоводов и сопряжения их с открытыми лотками

Т.к. ГКНС должны быть минимум в 2 нитки напорных водоводов, то и приёмные камеры принимаются минимум на 2 водовода

 

 

Рис. 2 – Схема приёмной камеры

 

1 – приёмная камера; 2 – напорные водоводы от ГКНС; 3 – открытый лоток в здании решёток; 4 – насыпь

 

Приёмная камера подбирается по величине среднесекундного расхода сточных вод по таблице 5.1[4]

Среднесекундному расходу q_w=462.96 л/с соответствует приёмная камера ПК-2-60а (1500×2000×1600)

Т.к. подводящих к приёмной камере водоводов 2, расход каждого составляет

 

 

Табл. 1 – Камеры типовых проектов серии 4.902-3

q, л/с	На два водовода
Д, мм	Марка камеры	A×B×H мм
	2×150	ПК-2-15	1000×1500×1200
	2×200	ПК-2-20
	2×250	ПК-2-25
	2×300	ПК-2-30а
	ПК-2-30б
	2×400	ПК-2-40
	2×500	ПК-2-50	1500×2000×1600
	2×600	ПК-2-60а
	ПК-2-60б	1600×2500×1600
	2×700	ПК-2-70
	2×800	ПК-2-80а
	ПК-2-80б
	2×900	ПК-2-90	2000×3200×2000
	2×1100	ПК-2-110
	2×1200	ПК-2-120а
	ПК-2-120б

 

Определяем скорость воды в водоводе на пропуск воды по таблице 44 Лукиных[5]

При для одного трубопровода d_н=600 мм скорость течения воды составляет V=0,82 м/с, гидравлический уклон i=0,00133.

Скорость в напорных водоводах незначительна. Принимаем тип ПК меньше: 2×500 ПК-2-50 (1500×2000×1600) i=0,0035, V=1,17 м/с

 

2.1.2 Расчёт решёток

 

Исходные данные:

1) Суточная производительность станции Q_w=40 000 м³/сут.

2) Среднесекундный расход сточных вод q_w=462,96л/с=0,46296 м³/с.

3) Максимальный секундный расход q_{w max}=698,61 л/с=0,69861 м³/с.

4) Минимальный секундный расход q_{w min}=302,31 л/с=0,30231 м³/с.

5) Приведенное население по взвешенным веществам N_пр=167,827 чел.

В соответствии с п. 6.2 ТКП, на станциях очистки предусматриваются решётки с прозором не более 16 мм.

Механизированная очистка решёток от отбросов предусматривается при количестве отбросов ≥ 0,1 м³/сут

Задержанные отбросы

1) собирабтся в контейнеры с последующим вывозом в бытовые отходы

2) обезвоживаются и направляются для совместной работы с осадком

Характеристика отбросов:

1. Влажность отбросов должна быть 90%

2. Плотность равна 0,87 тонн/м³

Решётки бывают вертикальные, степскриновские, наклонные

Рис. 3 – Схема решёток

 

Расчёт:

1) Определяем площадь прохода решётки

В соответствии с п.5.14 [1] скорость сточных вод в прозорах решётки при максимальном притоке при механизированном съёме отбросов принимается от 0,8 до 1 м/с. В данном проекте принимаем скорость V_реш=0,9м/с.

2) Обращаясь к таблице типоразмеров решёток выбираем необходимый тип решётки.

 

Таблица 2 – Типоразмеры решёток

Марка решётки	Пропускная способность, тыс. м^3/сут	Размеры камеры перед решёткой	Площадь прозоров f, м^2	Bр, мм
B, мм	H, мм
РМВ-1000				0,3
МГ9Т				0,38
МГ7Т				0,39
МГ11Т				0,57
МГ10Т				0,74
МГ8Т			1,25
МГ12Т			1,5
МГ6Т			1,9
МГ5Т			2,1

 

Пропускная способность 40 000 м³/сут. Принимаем 2 решётки марки МГ7Т с характеристиками:

B=800 мм, H=1400 мм, f=0,39 м², B_р=1338 мм.

Определяем количество рабочих решёток

 

К проектированию принимаем две рабочие решётки и одну резервную.

В соответствии с п.6.1[1] ширина прозоров решётки b=0,006 м, а толщина стержней прямоугольной формы S=0,01 м.

3)Определяется расчётное наполнение перед решёткой при максимальном притоке

 

 

где k – коэффициент засорения и стеснения граблями в соответствие с п.6.2.9 [1], k=1,1;

b – ширина прозоров решётки, b=0,006 м;

n – количество рабочих решёток;

N – количество прозоров.

Число прозоров в решётке определяется по формуле

 

 

где S – толщина стержней прямоугольной формы, S=0,01 м.

 

 

4) Определяем гидравлические характеристики подводящих каналов к решётке, пользуясь таблицей [3].

Следует учесть, что при минимальном притоке скорость V≥0,7 м/с.

 

Таблица 3 – Гидравлические характеристики подводящих каналов к решётке

Расчётные данные	Расходы, л/с
B, м
i	0,2	0,2	0,2
V	0,46	0,42	0,37
h	0,8	0,57	0,41

 

5) Определяем скорость в канале перед решётками при минимальном притоке, которая должна быть не менее 0,4 м/с

 

 

 

Необходимо уменьшить ширину канала и ширину решётки

6)Определяем потери напора в решётке:

где - коэффициент сопротивления стержней,

- коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в случае засорения отбросами,

 

 

Дно канала после решёток понижается на 0,1м

7) Определяем количество отбросов, снимаемых с решёток

 

 

где a – количество отбросов, снимаемых с решёток на 1 человека в год. Принимается по таблице 6.1 [1] a =16 л/чел.год при величине прозоров 6 мм;

k – коэффициент неравномерности снятия отбросов, k=2.

Отбросы собираются в контейнер и вывозятся за пределы станции вместе с ТБО.

Определяется длина расширенной части канала перед решёткой

Размеры здания решёток 6×24 м

2.1.3 Расчёт песколовок

Песколовки применяются при производительности станции более 10 м³/сут

Так как количество песколовок должно быть не менее 2х, то канал каждой песколовки рассчитывается на половинный расход

Таблица 4 – Гидравлические характеристики подводящих каналов

Расчётные данные	Расходы, л/с
B, м
i	0,2	0,2
V	0,46	0,37
h	0,8	0,41

 

 

Исходные данные:

1) Максимальный секундный расход q_{w max}=462,96 л/с=0,46296 м³/с.

2) Минимальный секундный расход q_{w min}=302,31л/с=0,30231 м³/с.

Расчёт:

1) Определяем площадь живого сечения песколовки

 

 

где V_s – поступательная скорость движения сточных вод при максимальном притоке. Принимается по таблице 28 [1V_s=0,3 м/с;

n – количество песколовок, n=2.

Принимаем типовую песколовку с шириной отделения B_s=1 м.

2) Определяем глубину песколовки

 

 

 

Принимаем песколовку с минимальной шириной отделения 1м и глубиной 0,58 м.

3) Определяем длину песколовки

 

где K_s- коэфициент зависящий от крупности задерживаемого песка и определяемый по формуле

гидравлическая крупность. При диаметре заданных частиц 0,2мм, которым соответствует =0,2 и .

 

 

 

 

 

Т.к. минимальная длина песколовки должна быть 12м, то принимаем длину песколовки равную12м.

 

 

2.1.4 Расчёт песковых площадок

В соответствии с п.6.3.9, для подсушивания песка для песколовок, предусматриваются площадки с высотой оградительного валика 1-2 м (нагрузка на площадку не более 3 м³ на 1 м² в год)

Площадь площадок определяется по формуле

 

где p– норма песка; р=0,02 л/чел∙сут

q – нагрузка на площадку, принимаемая 2 м³/м²∙год.

 

 

Принимаем две площадки. Площадь одной составляет

 

Размеры площадок 13×25 м.

 

 

2.1.5 Расчёт первичных отстойников

 

Первичные отстойники предназначены для удаления из сточных вод загрязнений, удельный вес которых больше или меньше удельного веса воды. При производительности станции до 20 тыс. м³/сут к проектированию принимаются вертикальные отстойники; при производительности более 10 тыс. м³/сут – горизонтальные отстойники; более 20 тыс. м³/сут – радиальные.

В соответствии с п.6.5.1 [1] на станциях с производительностью Q_W=40 000 м³/сут применяются радиальные отстойники.

 

 

Рис. 4 – Схема радиального отстойника

1 – устройство для сгребания с поверхности воды плавающих веществ;

2 – жиросборник; 3 – трубопровод для отвода плавающих веществ;

4 – трубопровод для подвода сточных вод на осветление; 5 – иловый приямок; 6 – ферма со скребками; 7 – трубопровод для отвода сырого осадка; 8 – канал отвода осветлённой воды

 

 

Расчёт:

1) Определяем производительность одного отстойника по формуле

где k_set – коэффициент использования объёма отстойника. Зависит от типа отстойника и в соответствии с таблицей 6.8 [1] k_set=0,45;

D_set – диаметр отстойника, м;

d_set – диаметр впускного устройства, м;

V_tb – турбулентная составляющая скорости рабочего потока, зависящая от продольной скорости потока. Принимается в зависимости от скорости рабочего потока по таблицам 6.8 [1]. При V_W=5 мм/с V_tb=0 мм/с;

U₀ – расчётное значение гидравлической крупности задерживаемых частиц при принятом эффекте очистки, мм/с.

Принимаем эффект очистки Э=50%. Гидравлическую крупность определяем по формуле

 

 

где n₂ – показатель степени, зависящий от эффекта осветления и исходной концентрации взвешенных веществ. В соответствии с рисунком 6.1 [1] n₂=0,25;

H_set – глубина проточной части отстойника

t_set – продолжительность отстаивания в цилиндре со слоем воды h₁=0,5 м в соответствии с заданным эффектом осветления.

 

Э%	tset, в слое h1=0,5 м при ben

Диаметры отстойников определяем методом подбора, руководствуясь следующими данными

Таблица 5 – Характеристики радиальных отстойников

Dset, м	dset, м
	0,72
	0,92
	1,12
	1,12
	2,0

 

Принимаем диаметр отстойника D_set=18 м, d_set=0,72 м. Тогда H_set=3,1 м и гидравлическая крупность равна

 

 

Производительность одного отстойника диаметром 18 м

 

 

2) Определяем количество отстойников

 

 

 

Следовательно, принимаем больший диаметр.

В соответствие с п.6.5.2, количество отстойников принимается не менее 2х. Причём при минимальном их числе, их расчётный объём необходимо увеличивать в 1,2-1,3 раза

Пересчитываем для отстойника диаметром 24 м

 

 

 

Принимаем три первичных отстойника диаметром 24 м.

3) Проверяем фактическую скорость в отстойнике

 

 

 

Диаметр подобран верно и пересчёт делать не надо.

 

4) Определяем количество выносимых взвешенных веществ из первичных отстойников

 

 

 

5) Определяем часовое количество осадка, выделяемое в одном отстойнике

 

 

где P_mud – влажность осадка. При самотечном удалении P_mud=95%;

γ – удельный вес воды, γ=1 г/м³.

 

6) Определяем объём иловой части отстойника. При механизированном удалении осадка накопление идёт в течение 8 часов.

 

 

 

Для отвода осадка принимаем трубопровод диаметром не менее 200 мм.