Расчет усреднителей сточных вод

В курсовом проекте с целью упрощения и сокращения объемов

расчета предполагается использование усреднителей контактного типа.

Расчет этих сооружений следует производить по методике, изложенной в [2], исходя из необходимой степени усреднения расходов и показателей качества смешанных сточных вод, определяемых, в данном случае, по следующим соотношениям:

1- для расходов

Q_уср=Q_ср*0,1Q_ср, (11)

где: Q_уср – допустимые изменения расхода усредненных смешанных сточных вод, м3/ч;

Q_ср – средний часовой расход смешанных сточных вод, м3/ч,

, (12)

2- для показателей качества

здесь: C_уср – допустимые изменения значений показателей качества усредненных смешанных сточных вод.

Результаты расчетов по формулам (12) и (13) оформлены в табличной форме (табл. 3).

Расчет усреднителей начинается с определения необходимых условий усреднения по расходам и всем контролируемым показателям качества сточных вод. Допустимые диапазоны изменения указанных характеристик рассчитываются соответственно по формулам (11) – (13) с использованием результатов выполнения предыдущих разделов:

- средний часовой расход смешанных сточных вод:

Q_cp =108725/24 = 4530,2 м³/ч,

- допустимые значения расходов усредненных смешанных сточных вод:

Q_{уср .min}= 4530,2 −0,1*4530,2 = 4077,18 м³/ч,

Q_{уср .max}= 4530,2 +0,1*4530,2 = 4983,22 м³/ч.

- допустимые значения концентрации взвешенных веществ в усредненных смешанных сточных водах, мг/л:

C′_{уср .min}= 161,68−0,25*161,68 = 121,26,

C′_{уср .max}= 161,68+0,25*161,68 = 202,1.

- допустимые значения величины БПК_полн в усредненных смешанных сточных водах, мг/л:

C′_{уср .min}= 180,97-0,25*180,97 = 135,73,

C′_{уср .max}= 180,97+0,25*180,97 = 226,21.

- допустимые значения концентрации растворенного кислорода в усредненных смешанных сточных водах, мг/л:

C′_{уср .min}=1,00-0,25*1,00 = 0,75,

C′_{уср .max}=1,00+0,25*1,00 = 1,25.

- допустимые значения концентрации кислот в усредненных смешанных сточных водах, мг·экв/л:

C′_{уср .min}=75,6-0,25*75,6 = 56,7,

C′_{уср .max}=75,6+0,25*75,6 = 94,5.

- допустимые значения концентрации щелочей в усредненных смешанных сточных водах, мг·экв/л:

C′_{уср .min}=193,61-0,25*193,61 = 145,2

C′_{уср .max}=193,61+0,25*193,61 = 242

- допустимые значения Coli-индекса в усредненных смешанных сточных водах, шт/л:

C′_{уср .min}=3*10¹³-0,25*3*10¹³ = 2,25*10¹³,

C′_{уср .max}=3*10¹³-0,25*3*10¹³ = 3,75*10¹³.

- допустимые значения температуры усредненных смешанных сточных вод ^оС:

C′_{уср .min}=30,06-0,25*30,06 = 22,55,

C′_{уср .max}=30,06+0,25*30,06 = 37,58.

- допустимые значения активной реакции (рН) усредненных смешанных сточных вод:

C′_{уср .min}=5,75-0,25*5,75 = 4,31,

C′_{уср .max}=5,75+0,25*5,75 = 7,19.

Таблица 3

Допустимые значения расходов и показателей качества усредненных смешанных сточных вод

Период усреднения рекомендуется задавать таким образом, чтобы

количество часов в сутках было кратно его продолжительности, то есть 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24 часа.

Требуемым периодом усреднения смешанных сточных вод будет являться тот, при котором выполняются приведенные выше условия по всем усредненным значениям расходов и показателей качества сточных вод.

Выбор необходимого периода усреднения осуществляем последовательным рассмотрением рекомендуемых значений продолжительностей этого периода. Для упрощения и сокращения объема расчетов целесообразно начинать с анализа степени усреднения расходов сточных вод, а лишь затем переходить к показателям качества.

Расчет величин усредненных расходов осуществляется по суммарным часовым расходам смешанных сточных вод с использованием формулы [2]:

Т – продолжительность рассматриваемого периода усреднения, ч;

i' – порядковый номер часа, входящего в рассматриваемый период усреднения;

qi' – расход сточных вод, приходящийся на i'–й час рассматриваемого периода усреднения, м3/ч.

Продолжительность периода усреднения Т = 2 часа:

q_{уср 0…2}– не удовлетворяет условиям усреднения.

Продолжительность периода усреднения Т = 3 часа:

q_{уср 0…3}– не удовлетворяет условиям усреднения.

Продолжительность периода усреднения Т = 4 часа:

q_{уср 0…4}– не удовлетворяет условиям усреднения.

Продолжительность периода усреднения Т = 6 часов:

q_{уср 0…6}– не удовлетворяет условиям усреднения.

Продолжительность периода усреднения Т = 8 часов:

q_{уср 0…8}– не удовлетворяет условиям усреднения.

Продолжительность периода усреднения Т = 12 часов:

q_{уср 0…24}– неудовлетворяет условиям усреднения.

Продолжительность периода усреднения Т = 24 часа:

q_{уср 0…24}– удовлетворяет условиям усреднения.

Для периода усреднения Т = 24 часа производим расчет значений показателей качества усредненных смешанных сточных по формуле [2]:

здесь, Сi' – значение показателя качества сточных вод, приходящееся на i' –й час периода усреднения.

Концентрация взвешенных веществ, мг/л,

Величина БПК_полн, мг/л,

Концентрация растворенного кислорода, мг/л,

Концентрация кислот, мг·экв/л,

Концентрация щелочей, мг·экв/л,

Coli-индекс, шт/л,

Температура, ^оС,

Активная реакция среды (рН)

Результаты расчетов сведены в таблицу 4.

Таблица 4

Расходы и показатели качества усредненных смешанных сточных вод

Размеры и количество усреднителей рассчитываются исходя из следующих условий:

1. для прямоугольных в плане сооружений:

- максимальная длина сооружения – 114 м;

- соотношение ширины и длины сооружения – 1:1…1:3;

- максимальная рабочая глубина сооружения – 5 м;

- высота бортов сооружения – 0,3…0,5 м;

2. для круглых в плане сооружений:

- максимальный диаметр сооружения – 54 м;

- максимальная рабочая глубина сооружения – 5 м;

- высота бортов сооружения – 0,3…0,5 м;

3. производительность резервных сооружений должна составлять не

менее 50 % от производительности основных сооружений.

Усреднители рассматриваемого типа оснащаются механическими или пневматическими системами перемешивания. Механические системы рекомендуется предусматривать в случае высоких концентраций взвешенных веществ (500 мг/л и более) и для неагрессивных сред. Пневматические системы используют для перемешивания любых по агрессивности сред при не высоком содержании взвеси (менее 500 мг/л).

Необходимый суммарный объем усреднителей, м³:

V_н= 2019,62+2007,4+…+5804,7=108725

Принимаем круглые в плане усреднители, тогда максимальный рабочий объем одного сооружения, м³, будет равен:

где: D_max – максимальный диаметр усреднителя, м;

h_1max – максимальная рабочая глубина усреднителя, м.

Необходимое количество рабочих усреднителей:

Необходимый рабочий объем оного усреднителя, м³,

Диаметр усреднителя, м, при рабочей глубине h1 = h_1max = 5 м

Принимаем D₁ = 53 м.

Фактический рабочий объем одного усреднителя, м³

Суммарный фактический рабочий объем усреднителей, м³,

V_ф = V_1ф np =11025,33*10 =110253,3

V_ф > = V_н.

Общая глубина усреднителя, м,

H= h₁₊ h₂ = 5+0,5=5,5 м.

где, h₂ – высота бортов усреднителя, м.

В усреднителях принимаем пневматическую систему перемешивания, так как концентрация взвешенных веществ в сточной воде меньше 500 мг/л. Схема сооружения представлена на рисунке 1.

воздух

Рис. 1. Схема усреднителя.