Проектирование локальных очистных сооружений реферат

Обновлено: 04.07.2024

Целью данного курсового проекта является проектирование очистных сооружений. Состав очистных сооружений зависит от пропускной способности, требуемого качества степени очистки сточных вод, выбранного метода обработки и использования осадков, а также от местных условий и обосновывается соответствующими технико-экономическими расчетами.

Вложенные файлы: 1 файл

Записка2.doc

Задачи по удалению и ликвидации бытовых отбросов на различных этапах развития общества решались по-разному. В наше время для решения этой проблемы принято использовать комплекс санитарных мероприятий и инженерных сооружений, обеспечивающих своевременный сбор сточных вод, образующихся на территории населенных пунктов и промышленных предприятий, быстрое транспортирование этих вод за пределы населенных пунктов, а также их очистку, обезвреживание и обеззараживание. Данный комплекс сооружений принято называть системой канализации.

Основными загрязнениями сточных вод являются физиологические выделения людей и животных, отходы и отбросы, получающиеся при мытье продуктов питания, посуды, стирки белья, мытье помещений и поливки улиц, а также технологические потери, отходы и отбросы на промышленных предприятиях.

Взаимное расположение сооружений должно учитывать возможность строительства комплекса очитки сточных вод по очередям и расширения. Сооружения и здания должны быть размещены, возможно, более компактно.

Технология очистки сточных вод в настоящее время развивается в направлении интенсификации процессов биологической очистки, проведения последовательно процессов биологической и физико-химической очистки в целях возможности повторного использования глубоко очищенных сточных вод на промышленных предприятиях.

В результате механической очистки из сточной жидкости удаляются нерастворенные и частично коллоидные загрязнения. Сущность биологической очистки состоит в окислении органических веществ микроорганизмами. Для дезинфекции очищенных сточных вод чаще всего применяют хлорирование.

Особое значение имеет развитие современной системы водоотведения бытовых и производственных сточных вод, обеспечивающих высокую степень защиты окружающей природной среды от загрязнений. Наиболее существенные результаты получены при разработке новых технологических решений в вопросах эффективного использования воды систем водоотведения и очистки производственных сточных вод.

На сегодняшний день в условиях нестабильной экологической ситуации в республике и в мире в целом весьма актуальна проблема обработки и утилизации бытовых и производственных стоков. Развивающаяся год от года промышленность отнюдь не улучшает качество сточных вод, а скорее наоборот способствует увеличению концентраций загрязнений и возникновению новых. В нашей стране плюс ко всему добавляется фактор изношенности производственного и бытового оборудования и использования морально устаревших и экологически небезопасных препаратов бытовой химии, что опять же не лучшим образом сказывается на процессе обработки сточных вод. Для обработки высоко загрязненных стоков в наше время возможно применение новейших технологических установок и устройств сложных в устройстве и эксплуатации и соответственным образом не надежных. Тем более низкая квалификация, в подавляющем большинстве, служащих, а порой и вовсе отсутствие квалифицированных специалистов на очистных сооружениях, и отсутствие должного финансирования приводит к полной неэффективности использования таких установок.

Единственным решением в данной ситуации является проектирование сооружений по обработке сточных вод основанных на естественных физических процессах и законах с минимальным применением автоматики, способных работать с минимальным техническим обслуживанием.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

1. Гидравлический расчёт бытовой сети водоотведения……………5

1.1 Расходы сточных вод от населения………………………………6

1.2 Расходы сточных вод коммунальных объектов…………………6

1.3 Расчётные расходы сточных вод для участков сети…………….5

1.4 Начальные глубины заложения участков………………………..5

1.5 Главная насосная станция……………………………………..…..52. Определение концентраций загрязнений сточных вод…….……..5

2.1 Расчёт необходимой степени очистки по ВВ…………………….5

2.2 Расчёт необходимой степени очистки по БПК……….………….5

2.3 Расчёт необходимой степени очистки по БПК с учетом

2.4 Выбор технологической схемы КОС и подбор состава

3. Водоотведение промышленного предприятия…………………….5

3.1 Расходы сточных вод промышленного предприятия…………. 5

3.2 Определение расчетных расходов сточных вод для участков сети на П.П. …………………………………………………. ……….5

4 Расчет локальных очистных сооружений………………………….5

4.1 Выбор технологической схемы ЛОС…………………….……….5

4.2 Расчёт усреднителя по расходу…………………………………. 5

4.3 Расчёт приёмной камеры……………….………………………….5

4.5 Расчёт напорной флотации……………………………….……….5

4.6 Расчет напорного фильтра…………………………………..…….5

4.8 Обработка осадков от ЛОС………………………………….…….5

Рост промышленных предприятий и развитие городских инженерных коммуникаций приводит к увеличению объёма водопотребления и количества сбрасываемых в водоёмы стоков. Ставится задача строительства канализационных сетей, предназначенных для сбора и отведения бытовых, дождевых, талых, а также производственных сточных вод. Отведение и очистка сточных вод перед их повторным использованием или сбросом в водоём имеет большое технико-экономическое и санитарно-гигиеническое значение.

Всё это обязывает специалистов в области водоснабжения и водоотведения совершенствовать и разрабатывать высокоэффективные технологические схемы, методы проектирования, строительства и эксплуатации систем водоотведения.

1. Гидравлический расчет бытовой сети водоотведения

1.1. Расходы сточных вод от населения

В районе - 4 квартала, площадь жилой застройки определится по формуле:

F = ∑fi =14,13+18,4+10,5+12,96=56 га

Расчетное население N в районе определяют по формуле:

где r - плотность населения. Для района плотность населения – 220 чел/га.

N = 220*56 = 12400 чел

Суточный расход сточных вод определяется для района по формуле:

Принимается норма водоотведения 300 л/чел*сут.

Q_сут = 1.1*300*12400/1000= 4092 м 3 /сут

Средний часовой расход сточных вод

Qчас = Qсут/24 = 4092/24 = 170,5 м 3 /час

Средний секундный расход

q = Q_час/3.6 = 170,5/3.6 = 47,36 л/с

q= q*K=47,36*1.72=81,46 л/с

1.2. Расходы сточных вод коммунальных объектов

Суточные расходы коммунальных объектов определяют по формуле:

Расчетный расход сточных вод равен:

В формулах n – суточная производительность или количество мест объекта; q_n – норма водоотведения в л/ед; Кч – коэффициент часовой неравномерности; t – время работы объекта, час.

Расходы коммунальных объектов

В задании дана производительность бани в чел/час, в таблице 1.1. в графе n суточная производительность – n*t = 40*12=480 чел/сут.

1.3. Расчетные расходы сточных вод для участков сети

Расчетный расход сточных вод для участка сети определяется по формуле:

Средние расходы сточных вод для каждого участка находят по формуле

q_ср = q_o*f, q_o – удельный расход сточных вод, л/с*га, f – площадь стока, га.

Расчет площадей стока сведен в таблицу 1.2.

Модуль стока (удельный расход) для каждого района определяется по формуле:

где Q_сут – суточный расход сточных вод соответствующего района, м 3 /сут; -Суммарный суточный расход коммунальных объектов в районе. F – площадь района, га.

Средние расходы сточных вод с площадей стока Таблица 1.2.

Шифр площади стока

Первый район, q_o = 0.78 л/(с*га)

1.4. Начальные глубины заложения участков

Начальная глубина заложения определяется по формуле:

где h_min– минимальная глубина заложения, h_min = h_пр.– 0.3(0.5) м; h_пр.– глубина промерзания, м.

J и L – соответственно гидравлический уклон и длина участка внутриквартальной сети, при отсутствии дополнительных данных минимальный диаметр внутриквартальной сети 150 мм, минимальный уклон в соответствии [1] – J = 0.008;

Z₁ и Z₂ – отметки земли в месте расположения участка уличной сети и в начале участка внутриквартальной сети;

Δ – разница в диаметрах уличной и внутриквартальной сети.

Ширина улицы 30 м. Глубина промерзания 1,4 м., минимальная глубина заложения h_min= 1,4 - 0.3 = 1.1 м.

Участок 2-3: Нн = 1.1 + 0.008*135 + 55,9-55,7 + 0.1 = 2,33 м

Участок 3-8: Нн = 1.1 + 0.008*180 + 56,1-55,3 + 0.1 = 3,4 м

Участок 4-7: Нн = 1.1 + 0.008*255 + 57,7-57,6 + 0.1 = 3,9 м.

Участок 5-7: Нн = 1.1 + 0.008*200 + 56,9-56,5 + 0.05 = 3,15 м.

Участок 6-7: Нн = 1.1 + 0.008*255 + 57,7-56,5+ 0.1 = 4,4 м

Участок 7-8: Нн = 1.1 + 0.008*150 + 56,1-56,1+ 0.15 = 2,35 м

Участок 9-10: Нн = 1.1 + 0.008*255 + 58,3-57,8 + 0.1 = 3,69 м.

Участок 10-11: Нн = 1.1 + 0.008*150 + 56-55,9 + 0.1 = 2,45 м.

Расчетные расходы сточных вод

Средние расходы, л/с

Сосредоточенные расходы, л/с

Проверка: 0,78*56 =43,68 л/с (0,78 – модуль стока, 56 жилая площадь)

Гидравлический расчет бытовой сети водоотведения Таблица 1.4

1.5. Расчет главной насосной станции

Суточный расход сточных вод населенного пункта Qсут = 4092 м3/сут, суточные расходы коммунальных объектов и общественных зданий приведены в таблице 1.1.

q = (4092-331,4) / (24*3.6) = 43,53 л/с

Из СНиПа 1 [табл2] находим K=1,8, выписываются значения распределения суточного расхода сточных вод от населения по часам суток. Расход сточных вод в каждый час определяется по формуле:

Из таблицы суммарного притока расход максимального часа равен:

q_р = 267,65 м3/час. = 267,65/3,6 =74,35 л/с

Принимается 2 напорных трубопровода, тогда q1 = 74,35/2=37,18 л/с.

Диаметр напорного трубопровода определится по формуле:

принимается d =200 мм, скорость определится из формулы:

Гидравлический уклон определяется по формуле Шези, гидравлический радиус R = d/4 = 0.2/4=0,05 м, коэффициент Шези определяют по формуле:

. Коэффициент шероховатости принимается n = 0.013.

Потери напора по длине hдл = 0.013*500 =6,5 м.

Требуемый напор насосной станции Н_тр определяется по формуле:

Нг – геометрический напор, Нг = ОН – ОВ, отметка насыпи ОН = ГВВ + 9 > ОЗ + 4,5 = 53+9=62 = > 56+4,5=60,5 принимается ОН = 53+9=62 м.

Отметка воды в приемном резервуаре насосной станции равна ОВ = ОЛ – 1(2), ОВ = 50,13 – 1 = 49,13. Нг = 62-49,13 =12,87 м.

Нтр = 12,87+ 1.1* 6,5 + 2,5 + 1 =23,52 м

На насосной станции принято 2 рабочих и 2 резервных насоса марки СМ250-200-400/6.

Таблица суммарного притока сточных вод Таблица 1.5.

Рис. 1.1 Ступенчатый график притока сточных вод на ГНС

2. Определение концентраций загрязнений сточных вод

Количество загрязнений, находящихся в бытовых сточных водах, определяем по формуле:

Где: а – норма количества загрязняющих веществ на 1-го жителя в сутки, согласно таб.25 [1], количество загрязнений составят:

q – норма водоотведения, 300 л/чел сут.

2.1 Расчёт необходимой степени очистки по ВВ

Категория водоёма: II рыб.- хоз.

2.2 Расчёт необходимой степени очистки по БПК

С=250 мг/л L=12 мг/л L=3 мг/л

t==4333,33 с = 0,05 сут

2.3 Расчёт необходимой степени очистки по БПК с учетом

2.4 Выбор технологической схемы КОС и подбор состава

m=27,98 мг/л L=2,1 мг/л

Механическая + полная биологическая + доочистка + обеззараживание

первичный вертикальный отстойникбиофильтр

вторичный вертикальный отстойникфильтры с зернистой загрузкой

смесительконтактный резервуар выпуск

Сточные воды из входной камеры, подаются по лотку на решетки, где задерживаются наиболее тяжелые и крупные взвеси (до 8 мм.). Снятые с решеток загрязнения подаются на дробилки, где измельчаются и подаются в канал перед решетками. Задержание песка, содержащегося в сточных водах, осуществляется на песколовках с круговым движением воды. Для обезвоживания песок подается на песчаные бункеры на 5 суток. Далее сточные воды подаются на первичный вертикальный отстойник, где задерживается значительная масса загрязнений. Полная биологическая очистка сточных вод осуществляется на биофильтре. Очищенная вода имеет содержание взвешенных веществ и органических соединений по БПК_полн до 20 мг/л. Из биофильтра очищенная вода поступает во вторичный вертикальный отстойник.

Биопленка направляется на обезвоживание в центрифугах и последующее сжигание.

Из вторичного вертикального отстойника очищенная вода поступает на доочистку в виде фильтров с зернистой загрузкой, далее на ультрафиолетовую установку для обеззараживания. Очищенная вода сбрасывается в водоем.

3. Водоотведение промышленного предприятия

3.1 Расходы сточных вод промышленного предприятия

На промышленных предприятиях образуются пять групп сточных вод. В бытовую сеть города от промышленного предприятия сбрасывается расчетный расход сточных вод:

где q – расчетный расход сточных вод промышленного предприятия, л/с;

q_т – расход технологических сточных вод, л/с;

q_б- расход бытовых сточных вод, л/с;

q_д – расход душевых сточных вод, л/с;

- сточные воды от административно-бытового комплекса, л/с;

q_ст - сточные воды от столовой, л/с.

Расход технологических сточных вод

Q_см – сменный расход технологических сточных вод (задание);

К_ч – коэффициент часовой неравномерности для технологических сточных вод;

t – продолжительность смены, t = 8 час.

Расход бытовых сточных вод

где 25; 45 - норма водоотведения в холодных и горячих цехах соответственно, л/чел·см;

- количество рабочих в холодных и горячих цехах соответственно (для максимальной смены);

3; 2,5 - коэффициенты неравномерности поступления сточных вод для холодных и горячих цехов.

Расход душевых сточных вод

и - процент рабочих, принимающих душ;

Количество душевых сеток:

Сточные воды от административно-бытового комплекса

Сточные воды от столовой

Время отпуска блюд t принято 4 часа, n = 4*4*3*30 = 1440 блюд/сут.

В современном мире очистные сооружения стали необходимым продолжением и составной частью технологических процессов промышленных производств, особенно потребляющих большое количество воды. Это связано с увеличивающимся дефицитом воды как природного ресурса и необходимостью охраны ее источников, что привело к более жестким требованиям к качеству отводимой воды как в природные водоемы, так и в городские канализационные сети, а также с увеличением штрафных санкций за их невыполнение.

Одними из основных документов, регламентирующих отведение сточных вод, являются:

В тексте закона № 416-ФЗ после внесенных изменений указывается, что сточная вода, отводимая не только в природные водоемы, но и в городские канализационные сети, должна пройти предварительную очистку на установках или сооружениях локальной очистки сточных (ЛОС) вод до показателей, установленных в постановлении № 644, начиная с 1 января 2015 года.

В случае, если, начиная с этого времени, соответствующими контролирующими организациями будут зафиксированы отклонения от установленных норм ПДК, предприятие-нарушитель должно будет возместить в полном объеме ущерб, причиненный окружающей среде.

Следствием такого ужесточения требований к качеству очистки стоков, отводимых в городские канализационные сети, для многих крупных предприятий на первый план вышла необходимость выбора одного из следующих действий:

строительство локальных очистных сооружений с нуля,
реконструкция или практически полная замена существующих очистных комплексов.

Следует отметить, что для предприятий, сбрасывающих сточные воды в природные водоемы, изначально были установлены более строгие нормативы по ПДК, чем для предприятий, чьи сточные воды поступали в коллекторы городских водоканалов.

Особенности проектирования комплексов локальной очистки сточной воды

В настоящее время требуется более высокая степень очистки производственных сточных вод, отводимых в городские канализационные сети, так как именно они представляют собой основные источники загрязнений сточной воды жилищно-коммунального хозяйства. Очень часто городские очистные сооружения имеют высокую степень износа и используют устаревшие технологии очистки воды.

При выборе поставщика оборудования для очистки сточных вод рекомендуется искать такие компании, которые используют новейшие технологии очистки и современное оборудование высокого качества изготовления.

Очистные сооружения являются объектом вспомогательного производства, которое традиционно финансируется в последнюю очередь. Поэтому лучшим поставщиком будет та организация, которая сможет обеспечить длительные сроки эксплуатации оборудования (15–25 лет) с минимальными эксплуатационными затратами (текущие и капитальные ремонты, затраты на обслуживающий персонал) в пересчете на один кубический метр стоков.

После формирования технологической схемы очисткии выбора технологии, обеспечивающей необходимую степень удаления загрязняющих веществ из стоков, следующей стадией является разработка пакета проектной документации, необходимой для возможного прохождения государственной экспертизы (в случае строительства нового объекта) и формирования сметы для определения стоимости монтажных и строительных работ при возведении объекта на площадке заказчика.

Основой для разработки проектной документации служит большой практический опыт, основанный на знании технологии очистки сточных вод, позволяющий разработать наименее затратную с точки зрения инвестиционных вложений в возведение объекта или его реконструкцию с минимальными сроками ввода в эксплуатацию.

Если оборудование, закладываемое в проект, произведено в Европе или соответствует требованиям норм ЕС, необходимо учитывать, что компоновка очистных сооружений должна быть сделана с учетом отличий от стандартов проектирования Российской Федерации, касающихся норм:

санитарной,
экологической,
пожарной безопасности.

В таком случае текстовая и графическая составляющая компоновки очистного оборудования требуют соответствующих дополнений и адаптации. В первую очередь это касается:

Технологические решения представляют собой часть проектной документации, направленной на оптимизацию и приспособление архитектурных, конструктивных и прочих проектных решений под конкретные производственные процессы и полное соответствие их функциональному назначению.

В этом подразделе должны присутствовать сведения, требующие доскональных представлений обо всех нюансах используемой технологии очистки сточной воды. Кроме того, для него необходимо также и знание технических подробностей, касающихся особенностей эксплуатации очистных сооружений и прочего оборудования.

В нем должны быть:

представлены сведения о производственной программе, характеристика технологической схемы и охарактеризованы отдельные параметры процесса, то есть, для чего необходимы специальные знания, касающиеся особенности течения процессов очистки сточной воды, особенно в отношении такой стадии обработки сточной воды, как биологическая очистка и получение биогаза;
обоснованы потребности в основных видах ресурсов, что также требует необходимых из практики сведений о параметрах работы скомпонованной системы очистки сточной воды, так как при этом могут быть использованы разные типы очистного оборудования, имеющие различные параметры работы и требующие подключения к разным коммуникациям.

Описаны источники поступления сырья и материалов, касающихся:

разработанной для конкретного случая технологии очистки сточной воды,
используемых стадий очистки,
применяемых при этом химических реагентов,
прочих применяемых вспомогательных материалов.

Обоснование показателей работы и характеристик основного и вспомогательного оборудования, касающихся течения взаимосвязанных между собой процессов очистки и особенности их технологии.

Перечень мероприятий, касающихся выполнения требований при эксплуатации на опасных производственных объектах, который также должен учитывать специфику работы очистных сооружений в соответствии с типом и видом, предложенными в компоновке очистного комплекса.

Сертификаты соответствия требованиям промышленной безопасности на предмет соответствия нормам, принятым в ЕС, стандартам Российской Федерации на применяемое оборудование европейских производителей.

Сведения, касающиеся оборудования рабочих мест, охраны труда, описания автоматизированных систем, а также связанное с этим количество необходимого персонала, определяющееся выбранной программой очистки и ее решениями.

Сбросы и выбросы вредных веществ, а также вид и объемы отходов, подлежащих утилизации и захоронению, которые могут быть определены только исходя из параметров работы очистного оборудования, входящего в компоновку представленной программы очистки.

Обоснование проектных решений, касающихся соблюдения требований технологических регламентов. Кроме того, оно нужно:

для предоставления принципиальных схем технологических процессов,
для привязки и планировки по основным местам размещения технологического оборудования.

Раздел рабочей документации АТХ содержит:

схемы управления,
описание системы автоматизации и управления,
схемы размещения щитов управления,
спецификацию оборудования и другие необходимые данные.

Допуск выдается СРО на осуществление работ, оказывающих влияние на объекты капитального строительства, и представляет собой подтверждение требуемого уровня квалификации сотрудников.

В частности, для выполнения проектных работ в свидетельстве о допуске подтверждается возможность создания архитектурно-строительных проектов и указывается право на проведение определенных видов таких работ в соответствии с принятыми в Российской Федерации нормами и стандартами, а также в соответствии с требованиями заказчиков.

Сокращение времени и затрат на разработку проекта ЛОС при использовании профессиональной адаптации инжиниринга ЕС к стандартам РФ

По мнению сотрудников нашей фирмы при применении зарубежного оборудования, как показывает практика, адаптация данных европейского инжиниринга и разработка одновременно двух разделов проектной документации – ТХ и АТХ, описанных ранее, готовых для проведения экспертизы проекта, могут значительно сэкономить время и финансовые затраты генерального проектировщика на проведение данного вида работ.

Оперативность выполнения поставленной задачи в этом случае объясняется работой в постоянном диалоговом режиме как с разработчиками компоновки поставляемого оборудования для очистки сточной воды, так и непосредственно с заказчиком.

Это позволяет с учетом его пожеланий и в максимально короткие сроки адаптировать материалы инжиниринга компании в соответствии со строительными нормами и стандартами, принятыми в Российской Федерации.

Кроме того, разработанный в этом случае комплект чертежей и монтажных схем позволяет добиться необходимого качества проведения монтажных работ поставляемого очистного оборудования.

общие данные;
функциональную схему технологического процесса;
планы расположения технологического оборудования;
планы и разрезы трубной обвязки основного технологического оборудования;
аксонометрические схемы трубной обвязки;
чертежи основных узлов, деталей.

Кроме того, к ТХ прилагаются следующие документы:

спецификации оборудования, изделий и материалов;
задания на подключение к внешним сетям водопровода и канализации.

В состав разрабатываемого раздела рабочей документации АТХ обычно включаются:

общие данные;
схема питания средств автоматизации;
схемы автоматизации;
схемы электрические принципиальные управления;
схемы электрические соединений внешних проводок и подключений устройств электроуправления;
планы прокладки слаботочной и силовой сетей;
план размещения шкафов управления;
кабельный журнал.

Прилагаемые к АТХ документы:

спецификации оборудования, изделий и материалов;
задание на подключение оборудования к внешним сетям электроснабжения.

Подводя итог, следует отметить, что строительство очистных сооружений с нуля или глубокая реконструкция уже существующих сооружений на предприятии – большая и ответственная работа, требующая существенных инвестиций и финансовых вложений. Помимо самих вложений все работы должны быть выполнены специалистами с соответствующим опытом работы, со знанием технологии очистки стоков. Только в этом случае заказчик может быть уверен, что финансовые, людские и прочие вложения обеспечат 100 %-ное достижение главной цели: достижение целевых параметров очистки стоков при минимальных эксплуатационных затратах в период эксплуатации 15–25 лет.

Отдельный вопрос – участие самого заказчика в проекте, что является предметом рассмотрения отдельной статьи.

Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.

Статья опубликована в журнале “Сантехника” за №5'2015

распечатать статью --> pdf версия

Обсудить на форуме

Предыдущая статья

Следующая статья

Читайте также: