Очистка ливневого стока

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9092

5 Очистка ливневого стока

5.1 Расчет необходимой степени очистки

5.1.1 Расчет необходимой степени очистки по взвешенным веществам

Количество взвешенных веществ, выносимых за расчетный дождь с территории предприятия и способных к осаждению на рассматриваемом участке водотока, определяется по формуле:
кг (5.1)
где hсм – среднесуточный максимум атмосферных осадков, hсм=61 мм;
F – площадь водосбора, га;
zmid – средневзвешенный коэффициент стока;
С0 – средняя за дождь концентрация взвешенных веществ в стоке,
С0=0,65 кг/м3;
а – процентное содержание взвешенных веществ, способных к осаждению на данном участке.
Для определения величины а нужно определить отношение Hi / Zi, где Zi – расстояние от ливневого выпуска до нижней границы рассматриваемого участка водотока; Hi – средняя глубина реки;
Hi / Zi = 4,0 / 4000•103 =1,0
При средней скорости течения воды в реке Vр=0,02 м/с и Hi / Zi=1,0 величина а=68% и придельная величина гидравлической крупности частиц U0=0,04мм/с.
кг.
Необходимая степень очистки взвешенных веществ из стока определяется по формуле:
% (5.2)
где mg – удельное количество взвешенных веществ, равная 5,5 кг/га.
%.
Допустимая концентрация взвешенных веществ в стоке, отводимом в водный объект после очистки определяется по формуле:
мг/л (5.3)
где п – доля поверхностного стока, подвергаемого очистке, п = 70%;
мг/л.


5.1.2 Расчет необходимой степени очистки по растворенному кислороду

Расчет по растворенному кислороду производится также, как при бытовой очистке:
мг/л (5.4)
где а – коэффициент смешения;
Qp – минимальный расход реки 95% обеспеченности, м3/с;
q – количество сточных вод, м3/с;
Ор – количество растворенного кислорода в воде реки, мг/л;
Lp – БПКп воды водоема, мг/л;
О – нормативное содержание кислорода в воде, мг/л.
Коэффициент смешения определяется по формуле:
(5.5)
где α – коэффициент, учитывающий гидравлическое смешение;
L – длина русла от места выпуска сточных вод до расчетного створа, м;
(5.6)
где γ – коэффициент извилистости реки;
ξ – коэффициент, зависящий от конструкции выпуска, для рассредоточенного равный 3;
Е – коэффициент турбулентной диффузии, определяемой по формуле:
(5.7)
где Vср – средняя скорость течения воды в реке, м/с;
Нср – средняя глубина реки, м;



мг/л.


5.1.3 Расчет необходимой степени очистки по допустимому БПК

Допустимую БПКп сточной жидкости при выпуске в водоем рассчитываем по формуле:
мг/л (5.8)
где Lп.д. – предельно допустимая величина БПКп смеси речной воды и сточной воды в расчетном створе, мг/л;
Lp – БПКп речной воды, мг/л;
kcm, kp – константы скорости потребления кислорода сточной и речной водой, kp=0,1, kcm определяется по формуле:
(5.9)
где Т – температура воды в летний период, равная 22оС;
;
t – время перемешивания воды от места выпуска до расчетного створа, сут:
сут. (5.10)
сек.=0,289 сут.
мг/л
Необходимая степень очистки определяется по формуле:
% (5.11)
где L0 – концентрация БПКп в сточной воде, мг/л.

Т.к. Lех = 0,61 < 15 мг/л, то требуются сооружения по доочистки сточных вод по БПК.

5.1.4 Расчет необходимой степени очистки по взвешенным веществам

Допустимое количество взвешенных веществ для выпуска в водный объект за дождь на рассматриваемом участке водотока определяется по формуле:
кг/га; (5.12)
где Д0 – средний начальный дефицит кислорода в воде, мг/л, определяемой по формуле:
мг/л; (5.13)
где Р – растворимость кислорода в воде при среднемесячной температуре за наиболее теплый месяц, равная 11 мг/л;
А – средняя скорость потребления кислорода донными отложениями, А=25 г/(кг•га).
мг/л;
кг/га.
По допустимому выпуску взвешенных веществ в водный объект видно, что необходима очистка.


5.2 Расчет основных сооружений

Исходя из вышеизложенных расчетов, очистку ливневых сточных вод производим не полностью, применяем механическую очистку и фильтрования стоков. Очищенные стоки отправляются в городскую ливневую канализацию, что позволяет уменьшит объем очистных сооружений.







5.2.1 Решетки

Решетки устанавливаются для очистки стока от мусора.
В курсовом проекте запроектированы ступенчатые решетки РС фирмы «РИОТЕК». По расходу 4003,2 м3/ч принимаем 3 решетки РС-1000А (2 рабочих и 1 резервная) со следующими характеристиками:
- ширина решетки – ширина акнаоа (бака) – 953 (А);
- ширина фильтрующей части – 807 (Б);
- общая высота – 2950 (В);
- длина – 1730 (Г);
- высота выгрузки осадка – 2560 (Д);
- максимальная глубина канала (бака) – 2150(Е);
- ширина прозоров – 5 (S);
- толщина фильтрующих пластин – 5 (Т);
- номинальная производительность по сточной жидкости – 2000 м3/ч (Qс);
- номинальная производительность по чистой воде – 2600 м3/ч (Qч);
- масса – 1735 кг (G);
- максимальный уровень жидкости перед решеткой – 1150 (Н);
- мощность электродвигателя – 2,2 кВт (W).
Потери напора в решетках определяются по формуле:
м (5.14)
где р – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки, ориентировочно принимается равное 3;
ρ – коэффициент местного сопротивления, определяемый по формуле:
(5.15)
где β – коэффициент, принимаемый для прямоугольных стержней равным 2,42;
S – толщина стержней решетки, мм;
в – прозоры между стержнями, мм;
α – угол к горизонту, под которым устанавливают решетки, α=600.
V – скорость движения воды в камере перед решеткой, равная 0,92 м/с.
;
м.
Количество загрязнений, удаляемых решетками определяется по формуле:
м3/сут (5.16)
где F – площадь стока, га;
К – количество плавающего мусора на 1000 га, для ливневого стока К=0,2 м3, а для талого стока К=0,3 м3.
м3/сут;
м3/сут.
При плотности ρ = 750 кг/м3 масса загрязнений составит:
кг/сут; (5.17)
кг/сут.
Задержанные отбросы по транспортирующей ленте поступают на прессы, от куда брикетированные загружаются в контейнеры и затем вывозятся на площадки ТБО.


5.2.2 Аккумулирующая емкость

Акуммулирующую емкость устанавливают для регулирования расхода поверхностного стока.
При накоплении стока в аккумулирующей емкости происходит усреднение его состава, а при последующем выдерживании перед опорожнением удаление из стока основной массы нерастворенных примесей.
Рисунок 5.1 Аккумулирующая емкость с пенобетонной перегородкой
1 – камера для сброса очищенной воды; 2,8 – шиберы; 3 – поперечные перегородки; 4 – резервуар; 5 – лоток; 6 – секции регулирования; 7 – пенобетонная перегородка; 9 – подводящий трубопровод; 10 – трубопровод опорожнения; 11 –продольная перегородка; 12 – приемная камера; 13 – отводящий трубопровод.

Рабочий объем аккумулирующей емкости определяется по формуле:
м2; (5.18)
где hg – максимальный слой осадка за дождь, аккумулирующаяся в полном объеме, мм;
F – площадь стока, га;
zmid – средневзвешенный коэффициентстока.
м2.
Принимаем аккумулирующей емкость B : L : H = 9 : 30 : 3 м. Объем одной секции аккумулирующей емкости составит w = 810 м3.
Количество секций аккумулирующей емкости определяется по формуле:
шт; (5.19)
шт.
Количество осадков, задерживающихся в емкости, в течение теплого периода года определяется по формуле:
м3; (5.20)
где S – коэффициент, учитывающий долю годового количества дождевых вод, направляемых на очистку, S = 1;
Сср – среднее содержание взвешенных веществ, в поступающим на очистку ливневом стоке, мг/л;
Э – эффект удаления взвешенных веществ из дождевого стока в емкости, Э=0,85;
γ – средняя концентрация твердой фазы в уплотненном осадке, γ=200 кг/м3.
м3.
Остаточная концентрация загрязнений в очищаемом стоке составит:
мг/л;
мг/л;
мг/л;
мг/л;
мг/л.
По полученным результатам видно, что ливневая сточная вода требует доочистку, для чего используются фильтры с плавающей загрузкой.
Задержанные нефтепродукты и масла насосами подаются в емкость-сгуститель, в котором происходит полное отделение нефтепродуктов от сточной воды, посредствам нагрева воды до 60оС. Уловленные нефтепродукты и масла направляются в котельные, где сжигаются. После нагрева отделенная вода возвращается в голову очистных сооружений.


5.2.3 Фильтры

В курсовом проекте запроектированы фильтры ФПЗ-4 со следующими характеристиками:
- размер зерен загрузки 1-2 мм;
- высота слоя загрузки l = 300 мм;
- скорость фильтрования при нормальном режиме Vн = 15 м/ч;
- скорость фильтрования при форсированном режиме Vф = 15 м/ч;
- продолжительность фильтроцикла 8-12 ч;
- интенсивность промывки W = 12 л/с•м2;
- продолжительность промывки t = 4-5мин;
- относительное расширение загрузки е = 0,6.
Суммарная площадь фильтров определяется по формуле:
м2; (5.21)
где Q – суточная полезная производительность, м3/сут, составляет 50% от всех стоков;
Т – продолжительность работы станции в течение суток, ч;
t1 – время простоя фильтра, связанное с промывкой и переключением задвижек, 0,15 ч;
n – число промывок фильтра в сутки.
м2.
При площади одного фильтра f = 36 м2 количество фильтров составит:
шт; (5.22)
шт.
Принимаем 8 фильтров для обеспечения скорости при форсированном режиме, определяемой по формуле:
м/ч; (5.23)
м/ч.
Объем промывной воды необходимой для промывки одного фильтра, определяется по формуле:
м3; (5.24)
м3.
Диаметр коллектора нижней сборно-распределительной системы составит:
м; (5.25)
где V1 – скорость движения воды в коллекторе, принимаемая 1,5-2,2 м/с.
м.
Принимаем коллектор диаметром 600 мм.
Общая высота корпуса ФПЗ рассчитывается по формуле:
м; (5.26)
где h – высота стенки корпуса фильтра над максимальным уровнем воды, равная 0,2 м;
h0 – высота слоя воды в надфильтовом пространстве к концу фильтроцикла, принимается 1,5-2,0 м;
hав – аварийная высота, предотвращающая вынос загрузки при промывке, принимаемая не менее 0,2 м.
м.
Рисунок 5.2 Конструкция ФПЗ-4
1 – корпус; 2 – плавающая загрузка; 3 – отвод фильтрата; 4 – приемный карман; 5 – удерживающая решетка; 6 – подача исходной воды; 7 – отвод промывной воды; 8 – нижняя дренажная система.

Остаточная концентрация загрязнений в очищаемом стоке составит:
мг/л;
мг/л;
мг/л.