Дипломная (вкр): Розробка проекту реконструкції споруд очищення побутових стічних вод в умовах КОС м. Селидове.

= t_r ∙ R_i ∙ qw , (9.30)= 11,26 ∙ 0,18 ∙ 207,86 = 422 м³.

Для уточнення мулового індексу визначаємо середню дозу мулу в системі аеротенк-регенератор за наступною формулою:

 , (9.31)

Визначимо також навантаження на мул:

 (9.32)

За таблицею 41[16] при q_i=344 мг БСК/г доб, J_i=75 см³/г. Ця величина відрізняється від прийнятої раніше J_i=100 см³/г.

Уточнюємо ступінь рециркуляції з урахуванням J_i=75 см³/г по формулі (9.21) [16]:

Так як ця величина відрізняється від раніше розрахованої, то уточнюємо й інші величини за формулами (9.22) - (9.32).

Тоді L_mix дорівнює за формулою (9.22):

Період перебування стічної води в аеротенку за формулою (9.23):

Доза мулу в регенераторі за формулою (9.24):

Питома швидкість окислення за формулою (9.25):

Тривалість окислення забруднень (за формулою 9.26):

Тривалість регенерації мулу за формулою (9.27) [16]:

_r = 22,9 - 6,72= 16,18 год.

Об’єм аеротенку за формулою (9.28):

_at = 6,72∙(1+0,13)∙207,86 = 1578 м³.

Об’єм регенератору за формулою (9.29):

= 16,18∙0,13∙207,86= 438 м³.

Середня доза мулу в системі аеротенк-регенератор за формулою (9.30):

Навантаження на мул за формулою (9.31):

Тепер можна розрахувати загальний об’єм аеротенку і регенератору за формулою [16]:

W=W_at + W_r , (9.33)= 1578+438=2016 м³.

Таким чином, регенератор складає 22 % об’єму аеротенка в цілому. Цієї умови дотримуються в тому випадку, коли буде застосований 4-коридорний аеротенк, який дозволяє відвести один коридор під регенератор.

За таблицею 4.2 [5] підбираємо односекційний, n_at=1, 4-коридорний,m_at=4, аеротенк глибиною H_atv=3,2 м, шириною коридору B_atv=4,5 м. Довжина секції становить:

 (9.34)

Приймається типовий проект аеротенка 901-2-178 [5] з проектною довжиною секції l_at=42 м, об’ємом однієї секції 2070 м³ (W_at=2070 м³), що відповідає розрахунковим значенням, незначно їх перевищуючи.

Розраховуємо систему аерації. В аеротенках-витискувачах аератори розташовують нерівномірно відповідно до зниження забруднень. Приймається пневматична система аерації з дрібнобульбашковими аераторами. Визначається питома витрата повітря, м³/м³:

 (9.35)

де q₀ - питома витрата кисню повітря, мг на 1 мг знятої БСК приймається при очищенні до L_ex=15-20 мг/дм³, q₀ = 1,1;₁ - коефіціент, що враховує тип аератора і приймається для дрібнобульбашкової аерації в залежності від співвідношення площей аерованої зони і аэротенка f_az /f_at за таблицею 5.3 [5]. Для попереднього розрахунку приймається f_az/f_at=0,25, К₁ = 1,79;

K₂ - коефіціент, що залежить від глибини занурення аераторів h_a і приймається по табл. 5.4 [5], при цьому h_a=H_atv-0,3=3,2-0,3, H_atv =2,9 м;₃ - коефіціент якості води, для міських стічних вод дорівнює 0,85;_T - коефіціент, що враховує температуру стічних вод, що слід розраховувати за формулою:

 (9.36)

де T_w -температура води влітку, °С.

C_a - розчинність кисню повітря в воді, мг/дм³, визначається за формулою:

 (9.37)

де C_T - розчинність кисню у воді в залежності від температури і атмосферного тиску [5];_a - глибина занурення аератора, м;

C₀ - середня концентрація кисню в аэротенці, мг/дм³; в першому наближенні С₀=2 мг/дм³.

Розрахуємо необхідні величини. Знайдемо коефіцієнт К_Т за формулою (9.36) [5]:

Знайдемо розчинність кисню у воді (С_а) за формулою (9.37):

Тоді питома витрата повітря можна знайти за формулою (9.35):

Витрата повітря розраховується на забезпечення потреби в кисні в години максимального припливу рідини в аеротенк [5]:

_air=q_w∙q_air, (9.38)_air=208,3∙9,93 = 2068,4 м³/год.

За знайденими значеннями q_air і t_at обчислюється середня інтенсивність аерації:

_a= q_air∙H_at/ t_at , (9.39)_a= 9,93∙3,2/ 6,72= 4,73 м³/(м²∙год).

Якщо обчислена інтенсивність аерації вища J_a,max для прийнятого значення К₁, необхідно збільшити зону аерації; якщо менша J_a,min - для прийнятого значення К₂ - слід збільшити витрату повітря, прийнявши J_a,min за таблицею 5.4 [5].

Оскільки отримана інтенсивність аерації J_a,min< J_a< J_a,max, площа зони аерації і значення інтенсивності аерації залишаються без змін.

Нині найбільше розповсюдження отримали пневматичні аератори - диспергатори повітря. В таблиці 5.6 [5], наведено порівняльні характеристики аераторів, отримані на основі повідомлень різних виробників.

Приймаємо трубчастий аератор АКВА-ЛАЙН як найбільш продуктивний. Трубчасті аератори складаються з опірного каркаса циліндричної форми і покриття, яке виконує роль диспергатора, з просвітом між ними. Диспергатор АКВА-ЛАЙН виконується у вигляді циліндричної оболонки з пористого поліетилену, яка забезпечує дрібнобульбашкову аерацію з найбільшою витратою повітря і найбільшою ефективністю створення кисню.

Визначимо N, необхідну кількість аераторів АКВА-ЛАЙН:

= Q_air / Q_ma, (9.40)

де Q_air - необхідна розрахункова витрата повітря, м³/год;_ma - витрату повітря на один аератор приймаємо 14 м³/год.

Тоді необхідна кількість аераторів буде такою:

=2068,4 / 14= 148.

Уточнимо необхідну кількість аераторів, N_ma, з обрахуванням їх продуктивності: 1 м аератора АКВА-ЛАЙН забезпечує 4 м² площі аеротенка дрібнобульбашковою аерацією:

N_ma = l_atv∙ n_at∙ B_atv∙ m_at /4, (9.41)

N_ma=42∙1∙4,5∙4/3= 189.

Приймаємо кількість аераторів - 189 [5].

.5 Вторинний відстійник

Спочатку розрахуємо навантаження води на поверхню відстійника за формулою:

 (9.42)

де H_set - робоча глибина відстійника, м (за табл.4.3 [15]);

a_i - доза активного мулу в аеротенку, що дорівнює 1,5 г/дм³;

a_t - необхідна концентрація мулу в проясненій воді, не менш ніж 10 мг/дм³;

K_ss - коефіціент використання обсягу зони відстоювання, що для радіальних відстійників складає 0,4;

J_i - муловий індекс, см³/г.

Далі приймаємо кількість відділень відстійника, їх чотири (n = 4). Розрахуємо площу одного відділення [15]:

 (9.43)

де q_w - максимальна годинна витрата води, м³/год.

Визначимо діаметр відстійника за формулою:

 (9.44)

За таблицею 9 [15] обираємо вторинний відстійник із найближчим до розрахованого значення діаметром, який дорівнює 18 м.

Далі визначаємо загальну висоту відстійника за формулою:

 (9.45)

де Н₁ - висота борта над шаром води, що дорівнює 0,3-0,5 м;

Н₂ - висота нейтрального шару (від дна на виході), що дорівнює 0,3 м;

Н₃ - висота шару мулу, що дорівнює 0,3-0,5 м.

9.6 Споруди знезараження стічних вод

До складу споруд знезараження стічних вод належать хлораторна, змішувач та контактні резервуари.

Дезінфекція стоків здійснюється за допомогою робочого розчину гіпохлориту натрія, замість використовуваного раніше рідкого хлору. Як і у випадку з рідким хлором, хлорування відбувається активним хлором - хлорнуватистою кислотою і гіпохлорит-іоном. Кількість активного хлору (кг/год), потрібного для дезінфекції стічної води після повного біологічного очищення, з урахуванням можливості збільшення розрахункової дози хлору в 1,5 рази і при дозі активного хлору 3 г/м³, визначається за формулою [5]:

 (9.46)

Введення хлорного розчину в стічну воду здійснюється за допомогою спеціального апарата - хлоратора, продуктивністю v_Cl, кг/год. Обираємо найбільш розповсюджений хлоратор типу ЛОНИИ-100. За таблицею 6.2 [5] підбираємо хлоратор продуктивністю 2 кг/год, місткістю складу 1,1 т.

В якості змішувача розчину хлорної води з очищувальною водою приймаємо лоток Поршаля, довжина якого приймається в залежності від продуктивності очисних споруд. Для продуктивності 5000 м³/доб за таблицею 4.62 [17] приймаємо лоток Парашаля з довжиною 5,85 м і шириною 3 м.

Тепер перейдемо до розрахунку контактних резервуарів. Визначимо робочий об’єм контактних резервуарів [17]:

 (9.47)

де t - тривалість контакту очищуваної води із хлором, 0,5 год.

Контактні резервуари проектують як горизонтальні відстійники. За отриманим об’ємом контактних резервуарів підбираємо типовий проект № 902-1-231 [3] з довжиною L=12 м, глибиною H=2,8 м і шириною кожної секції b=3 м.

Площа поперечного перерізу становить [17]:

 (9.48)

Число секцій контактних резервуарів розрахуємо за формулою:

 (9.49)

Приймаємо 2 секції контактних резервуарів.

Кількість осаду, що утворюється в контактних резервуарах знаходимо за формулою:

 (9.50)

де а - питома кількість осаду, який випадає в контактних резервуарах, 0,5 дм³ на 1 м³ очищуваної води;

Q - добова продуктивність установки, м³/доб.

м³/доб.

10. ОПТИМІЗАЦІЯ КОНСТРУКТИВНИХ ПАРАМЕТРІВ АЕРАЦІЇ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ДОЗИ АКТИВНОГО МУЛУ

Метою даного розділу є оптимізація конструктивних параметрів аерації в залежності від дози активного мулу, яка лежить у межах від 1,5 до 3 г/дм³.

.1 Визначення алгоритмічних задач та математичне забезпечення процесу

Для знаходження оптимального часу аерації (t_опт), год потрібно знайти такі параметри як:

-   ступінь рециркуляції активного мулу (R_i);

-        БСК води, з урахуванням розбавлення циркуляційним мулом (L_mix), мг/дм³;

         період аерації в аеротенку (t_atv), год;

         тривалість перебування в системі аеротенк-регенератор (t), год;

         об’єм аеротенку (W_t), м³.

Математичне забезпечення процесу наведено в пункті 9.4.

.2 Ідентифікація перемінних

За математичним забезпеченням розробляються перемінні, їх ідентифікація наведена в таблиці 10.1.

Таблиця 10.1

Ідентифікація перемінних