Курсовая работа "Наружные сети ливневой канализации"

261,6 > 0,3·385, 261,6 > 115,5 – условие выполняется.

11.Ширину камеры B_kопределяем по формуле:

12.Принимаем конструктивные размеры разделительной камеры:

длина камеры l_кам= 2 м;

ширина камеры В_к= 1,5 м.

4.3. Разделительная камера с боковым прямолинейным водосливом с односторонним сбросом.

Расчет разделительной камеры № 2

Расчетный расход перед разделительной камерой q_cal = 538,5 л/с;

Площадь водосбора F= 13,11 га;

Продолжительность протекания дождевых воды от крайней границы бассейна до расчетного участка t^r= 17,5 мин;

Средневзвешенный коэффициент стока Z_mid = 0,250;

n = 0,65;

q₂₀= 70 л/с с га.

РЕШЕНИЕ ПО ПЕРВОМУ СПОСОБУ

4. Определяем средний коэффициент стока по формуле (4.3):

5.При определении расчетного расхода Q_очпринимается P_оч= 0,1 года.

6. Подставляя полученные результаты в формулу (4.2), получаем расчетный расход, поступающий на очистные сооружения после разделительной камеры, л/с:

РЕШЕНИЕ ПО ВТОРОМУ СПОСОБУ

2. ОпределяемQ_очиз расчетного расхода q^calдождевых вод в сети перед камерой, так как расчетные расходы для сети определены при P=1 год

приС=0,85 и n=0,65, K₁= 0,26;

Принимаем большее из двух найденных величин Q_оч=261,5 л/с.

Находим расход для определения диаметра сбросного трубопровода ливневых вод по формуле(4.1):

В соответствии с расчетными расходами и [5] принимаем:

Диаметр отводящего трубопровода d₂=500 мм;

Скорость в отводящем трубопроводе V₂=1,33 м/с;

Диаметр сбросного трубопровода d₃=600 мм;

Скорость в сбросном трубопроводе V₃=1,27 м/с.

1. Находимh₀ - глубину воды при предельном расходе Q_оч:

2. Находим высоту гребня волослива по формуле:

гдеζ _вх = 0,5 – коэффициент местного сопротивления на входе в трубу;

3. Глубина воды в подводящем трубопроводе:

4. Статический напор на водосливе:

5. Полный напор на водосливе:

6. Коэффициент расхода, при неподтопляемом истечении жидкости:

7. Расход сточных вод через водослив, м³/с:

8. В соответствии с рекомендациями ЛИСИ и ЛНИИ АКХ длину водослива рекомендуется определять:

Длину разделительной камеры принимаем равной длине гребня.

9. Ширина камеры B_k, м определяется:

10.Принимаем конструктивные размеры разделительной камеры:

длина камеры l_кам= 1,00 м;

ширина камеры В_к = 1,50 м.

Разделительные камеры №3, №4, №5, №6 рассчитываются аналогичным способом с п. 4.3.

Расчет ведется в табличной форме.

Результаты расчета представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3. Расчет разделительных камер с боковым прямолинейным водосливом с односторонним сбросом

5. Стоки талых и поливомоечных вод.

Расход талых вод значительно меньше расхода дождевых вод. Расход талых вод оказывается соизмеримым или превышает расход дождевых вод лишь для часто повторяющихся дождей.

Расход талых вод целесообразно определять по слою стока за часы снеготаяния в течение суток. В зоне с холодной зимой и устойчивым снежным покровом талые воды стекают в период весеннего снеготаяния в течение 8-10 суток. Продолжительность снеготаяния составляет около 10 часов. Для определения расхода талых вод используют формулу (5.1):

гдеT – продолжительность стекания воды, ч (Т=24ч);

h_c – слой стока за 10 дневных часов, мм (h_c=15 мм);

K – коэффициент, учитывающий частичный вывоз и уборку снега (К=0,7);

F – площадь стока, га (F=64,78 га).

Поливомоечный сток не значительный по сравнению с ливневым стоком и его не учитывают при гидравлическом расчете ливневой сети.

Объем поливомоечного стока определяется по формуле (5.2):

гдеК_дор относительная величина площади дорожных покрытий, % , (25 %);

F– площадь стока, га, (F=64,78 га);

a_n – количество дней в течении которых производится мойка, 150 дней.

Городские сети ливневой канализации способны пропустить расход талых и поливомоечных вод.

6. Расчет регулирующего резервуара

Регулирующий резервуар устанавливаются на сети дождевой канализации для снижения величины расчетного расхода перед очистными сооружениями.

Рисунок 6. Схема подключения регулирующего резервуара к дождевой сети.

Назначаем коэффициент регулирования α=0,2, который представляет собой отношение между зарегулированным и расчет­ным максимальным расходом и α_оп=0,1, показывающий, какая часть наибольшего расхода, поступающего в резервуар, вытекает из него.

Тогда зарегулированный расход Q_оч вычисляется по формуле (6.1):

где Q₀ – расчетный расход дождевых сточных вод ,м³/с, подходящих к разделительной камере, рассчитываемый при значениях коэффициента, учитывающего заполнение свободной емкости, β = 1.

Находим расход Q_опр, вытекающий из резервуара, м³/с:

По [3, табл. 3.1] находится коэффициент объема регулирующего резервуара k в зависимости от выбранной схемы, коэффициента α и пара­метра n, т.к. α=0,2, α_оп =0,1, принимаем значение k=0,67.

где T_r – продолжительность дождя, принимаем 5 ч, 300 мин.

t_r – время добегания до расчетного створа, из табл. 3.3 принимаем 27,9 мин.

Для T_r/t_r=10,76 и n=0,65 значение предельного коэффициента регулирования α_оп=0,08.

Так как заданное α_оп=0,1 больше табличного α_оп=0,08 пересчета коэффициента к не требуется.

Коллектор, расположенный ниже регулирующего резервуара, рассчитывается на следующий расход по формуле (6.3):

Объем регулирующего резервуара определяется по формуле (6.4):

t_r – время добегания до расчетного створа, с, (t_r=27,9·60=1674 с);

k – коэффициент объема регулирующего резервуара, зависящий от коэффициентов α и n, (k = 0,67);

К_оч – коэффициент учитывающий непостоянство отводимого на очистку расхода, для разделительной камеры с боковым прямолинейным водосливом К_оч=0,35.

Принимается резервуар габаритами:

глубина – 4 м; ширина – 15 м; длина – 16 м.

7. Расчет концентрации загрязнений стока и необходимой очистки сточных вод

7.1. Нормативы качества воды в водоеме

При выпуске сточных вод в водоемы учитываются предельные допус­тимые концентрации (ПДК) вредных загрязнений. Условия спуска сточных вод в водоемы регламентированы СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» и другими нормативными и законодательными документами, обеспечивающими выполнение закона РФ «Об охране окружающей природной среды».

Для питьевого и хозяйственно-бытового водопользования нормативными являются сле­дующие показатели:

- взвешенные вещества– при сбросе сточных вод, производстве работ на водном объекте и в прибрежной зоне содержание взвешенных веществ в контрольном створе (пункте) не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более чем на 0,25 мг/дм³ для водоема 1 категории;

- растворенный кислород – не должен быть менее 4 мг/дм³в любой период года, в пробе, отобранной до 12 часов дня;

- БПК₅ – не должно превышать при температуре 20⁰С 2 мг О₂/дм³.

7.2. Определение коэффициента смешения

Самоочищающая способность воды в водоеме зависит от условий смешения и разбавления сточных вод водой водоемов. Коэффициент смешения определяется по формуле (7.1):

Q –расход воды (при 95% обеспеченности) в створе реки у места выпуска сточных вод, Q = 9,8 м³/с;

q – расход сбрасываемых сточных вод, q = 0,358 м³/с;

е – основание натурального логарифма (е = 2,718);

L – длина русла от места выпуска сточных вод до расчетного створа, L = 500 м;

α – коэффициент, зависящий от гидрологических условий смешения; определяется по формуле (7.2):

где φ – коэффициент извилистости русла реки, φ = 1,18;

ξ – коэффициент, учитывающий место расположения выпуска, для руслового выпуска ξ = 1,25;

Е – коэффициент турбулентной диффузии, определяется по формуле (7.3):

где V_cр.– средняя скорость течения воды в реке на участке между выпуском и расчетным створом, V_cр. = 0, 15 м/с;

Н_ср. – средняя глубина реки на том же участке, Н_ср. = 6,0 м.

Кратность разбавления в расчетном створе определяется по формуле (7.4):

7.3. Расчет необходимой степени очистки ливневых сточных вод по взвешенным веществам

Предельно допустимое содержание взвешенных веществ, г/м³, в спускаемых в водоем сточ­ных водах в соответствии с санитарными правилами определяется по формуле (7.5):

где P – допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, Р = 0,25 мг/дм³;

Q– наименьший среднемесячный расход воды в водоеме при 95% обеспеченности в створе реки у места выпуска, Q =9,8 м³/с;

q – расход сбрасываемых сточных вод, q = 0,358 м³/с;

b– содержание взвешенных веществ в воде водоема до спуска сточных вод, b=12,7 мг/дм³;

а – коэффициент смешения, а=0,334.

Степень необходимой очистки по взвешенным веществам определяется по формуле (7.6):

где С – количество взвешенных веществ в сточной воде до очистки, C=470 мг/л.

Количество взвешенных веществ, выносимых за расчетный дождь с территории объекта в водоток и способных к осаждению, определяется по формуле (7.7):

где F – расчетная площадь водосбора, га, F=64,78 га;

ψ – общий коэффициент стока дождевых вод, ψ=0,780;

h_см – среднесуточный максимум атмосферных осадков, определяется согласно [9 табл.2*], h_см = 30,2 мм;

C– средняя за дождь концентрация взвешенных веществ в стоке, C = 0,470 кг/м³;

а – процентное содержание взвешенных веществ, способных к осажде­нию на заданном участке водотока в зависимости от их гидравлической крупности.

Для определения гидравлической крупности надо знать скорость течения воды в реке и от­ношение средней глубины реки к расстоянию от ливневыпуска до нижней грани­цы рассматриваемого водотока:

Отсюда согласно [3, табл.1] U_o=0,6 мм/с.

Зная U_o=0,6 мм/с согласно [3, табл.2] подбирается а= 20%.

7.4. Расчет необходимой степени очистки ливневых сточных вод по БПК

Расчет необходимой степени очистки ливневых сточных вод по БПК_полн учитывает самоочищение вод в водоеме за счет биохимических процессов, а также разбавление ливневых вод водами водоема.

ДопустимаяБПК_полн. сточных вод, сбрасываемых в водоем, определяется по формуле (7.10):

где Q– расход воды в водоеме при 95% обеспеченности, Q = 9,8 м³/с;

q –расход сточных вод, q = 0,358 м³/с;

L_см.п.д. – предельно допустимая БПК_полн.смеси речной и сточной воды в водоеме в расчетном створе, L_см.п.д. =2,4 мг/л;

L_р – БПК_полн речной воды до выпуска сточных вод, L_р = 1,2·БПК₅ = 1,2·1,4=1,68 мг/л.

Необходимая степень очистки сточных вод определяется по формуле (7.11):

где L_ст – действительная БПК₂₀ сточной воды поверхностного стока, L_ст=74,3 мг/л.

7.5. Расчет необходимой степени очистки ливневых сточных вод по растворенному кислороду

ДопустимаяБПК_полн. сточных вод, сбрасываемых в водоем, исходя из условий минимального содержания растворенного кислорода, определяется по формуле (7.12):

где L_P – БПК_полн речной воды до выпуска сточных вод, L_р = 1,68 мг/л;

Q – расход воды в водоеме при 95% обеспеченности, Q = 9,8 м³/с;

q –расход сточных вод, q = 0,358 м³/с;

О_P – содержание растворенного кислорода в речной воде до выпуска сточных вод, О_р = 7,8 мг/л;

Р_K – нормативное предельное минимально допустимое содержание кислорода в речной воде после выпуска сточных вод, Р_к=4 мг/л;

R – коэффициент для перерасчета БПК_полн. в двухсуточную БПК₂, R=0,4.

Необходимая степень очистки сточных вод определяется по формуле (7.11):

8. Насосная станция

8.1. Подбор насосов на КНС

При проектировании насосной станции необходимо определить расход дождевых вод, подлежащих перекачке, а также напор, развиваемый насосом.

Требуемая подача насосов составляет Q_Н= 358 л/с = 1289 м³/ч;

Полный напор насосной станции определяется по формуле:

гдеH_г– геометрическая высота подъема, м;

h_СТ– потери напора в коммуникациях внутри насосной станции, м, h_СТ= 2,5 м;

h_ДЛ– потери напора в напорных трубопроводах по длине, м;

h_М– потери напора в местных сопротивлениях, м;

h_ИЗЛ– запас на излив воды из трубопровода, принимаем равным 1,00 м.

Геометрическая высота подъема определяется по формуле (8.2):

гдеZ₀– отметка уровня воды в приемной камере очистных сооружений, м,

Z₀ =61,00 м;

Z_НС – отметка расчетного уровня воды в приемном резервуаре, определяется по формуле (8.3):

гдеZ_К– отметка дна подводящего коллектора, м, Z_К= 57,323 м;

а – расстояние от дна коллектора до среднего уровня жидкости в резервуаре, принимаем 1 м.

Потери напора в напорных трубопроводах определяем по формуле (8.4)

где1000i– гидравлический уклон, принимаемый согласно таблицам Шевелева, 1000i = 2,07;

l – длина напорных трубопроводов, км, l = 0,2 км.

Потери напора в местных сопротивления определяются по формуле (8.5):

Определяем полный напор насоса по формуле (8.1):

По требуемому расходу Q_Н = 358 л/с = 1289 м³/ч и напору H = 9,02 м подбираем насос с помощью программы WebCAPS. К установке принимаем 3 рабочих и 1 резервный насос марки Grundfos SL.1.140.250.150.4.52L.S.N.51D. Технические характеристики насоса приведены в приложении 2.

8.2. Расчет решеток

Перед сооружениями очистки поверхностного стока предусматривается установка решеток для задержания мусора. Для очистки решеток предусмотрены площадка обслуживания и контейнер для сбора мусора.

Решетки размещаются в помещении насосной станции, между решетками для их обслуживания устраиваются проходы не менее 1,2 м.

При расчете решеток определяются ее размеры и потери напора, которые возникают при прохождении сточной жидкости через решетки. Ширина решетки В_р, число прозоровn, площадь живого сечения ω определяется по расходу сточных вод и заданной скорости движения сточной жидкости через решетку.

Скорость в решетке принимается равной V_р =0,8 м/с

Исходя из общей ширины решеток, подбирается необходимое количество работающих решеток. Дополнительно устанавливается 1 резервная решетка и предусматривается устройство обводной линии для пропуска воды в случаях аварийного засора решеток.

Для расчётов принимаем канализационные механизированные решетки ступенчатого типа РСК отечественной компании Экотон , которые изготавливаются по ТУ 4859-005-41901146-2003.

Рисунок 8.2. Канализационные механизированные решётки ступенчатого типа.

Сорозадерживающее полотно ступенчатой решетки состоит из пакетов неподвижных и подвижных пластин, выполненных в ступенчатой форме. Подвижные пластины размещены между неподвижными и совершают плоско-параллельное вращение, перемещая задержанные отбросы в область выгрузки. Фиксированный размер прозоров обеспечивается прокладками с низким коэффициентом трения.

Скорость работы решетки устанавливается блоком электронного управления с датчиком уровня таким образом, что на рабочей поверхности образуется слой загрязнений, создающий дополнительный процеживающий эффект, превышающий действие прозоров решетки.

Материал решетки — нержавеющая сталь. Решетки могут быть укомплектованы: устройством автоматического управления скоростью сбора отбросов в зависимости от уровня жидкости в канале; отжимным винтовыми прессом и транспортером для уплотнения и подачи в приемную емкость собранных отбросов; щитовыми затворами с ручным или электрическим приводом.

Решетки вместе с конвейером, отжимным прессом и щитовыми затворами составляют высокоэффективный комплекс механической очистки сточных вод. Оснащение оборудования электроприводами с частотным регулированием (кроме затворов с ручным приводом) позволяет объединить комплекс в единую систему с общим центром управления и подключить его к системе удаленной диспетчеризации.

Рисунок 8.3. Винтовой конвейер КВЭ.

В зависимости от необходимой конфигурации устройство собирается из транспортирующих и приемно-транспортирующих секций и позволяет перемещать шлам на расстояние до 30 м.

Закрытая конструкция исключает разбрызгивание и высыпание отбросов и ограничивает попадание в атмосферу дурнопахнущих веществ.

Пресс винтовой отжимной ПВОЭ предназначендля уплотнения, прессования и передачи в накопительную емкость или на транспортер отбросов, снимаемых с канализационных сороудерживающих устройств (решеток, процеживателей и др.)

Рисунок 8.4. Пресс винтовой отжимной ПВОЭ.

Приводом транспортного винта (шнека) служит электрический мотор редуктор. Пресс позволяет уменьшить объем отбросов до сброса их в приемную емкость на 70-75%.

Принимаем к установке решетки марки РСК-15 со следующими параметрами:

- Размеры решетки 1056х3085 мм;

- Максимальная глубина канала 1500 мм;

-Максимальная ширина канала 1100 мм;

-Угол наклона 48-55 град.;

-Ширина прозоров 5 мм;

-Толщина фильтрующих пластин 6 мм;

-Электропривод трёхфазный 380 В, 50 Гц с частотным регулированием;

-Совершает до 6 оборотов в минуту;

-Мощность электродвигателя 1,5-2,2 кВт.

Общее число прозоров решетки определяется по формуле (8.6):

где h₁ – глубина воды перед решеткой, h₁=0,5 м;

b – ширина прозоров решетки, b=0,005 м;

V_р – средняя скорость в прозорах решетки, V_р= 0,8 м/с;

k₃ - коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями, k₃= 1,05;

q – максимальный расход сточных вод, q =358 л/с=0,358 м³/с.

Общая ширина решеток определяется по формуле (8.6):

где S – толщина стержней решетки, S=0,006 м.

Число решеток определяется по формуле (8.7):

где В₁– ширина фильтрующей части одной решетки, м, В₁ = 1,056 м.

Принимаются 2 рабочие и 1 резервная решетка.

Потери напора в решетке определяются по формуле (8.7):

где R – коэффициент учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки, R = 3;

ξ – коэффициент местного сопротивления решетки, зависящий от формы стержней решетки, определяется по формуле (8.8):

где β = 2,42 для прямоугольных стержней;

S – толщина фильтрующих пластин, S=6 мм;

b – ширина прозоров решетки, b=5 мм;

α – угол наклона решетки к горизонту, α=50°.

Количество плавающего мусора на 1000 га ливневого и поливомоечного стока в среднем составляет 0,2 м³, для талого стока 0,3м³.

Количество загрязнений, улавливаемых решетками, определяются по формулам (8.9) и (8.10) соответственно:

где F– общая площадь стока, га, F= 64,78 га.

При плотности ρ = 750 кг/м³ масса загрязнений определяется по формуле: (8.11):

9.Очистные сооружения

Очистные сооруженияпроектируются для очистки поверхностного стока до показателей, необходимых для сброса очищенных сточных вод в водоем.

Очистные сооружения рассчитываются на 100% расход, поступающий на очистку.

Рисунок 9.1. Технологическая схема очистных сооружений.

9.1. Приемная камера

Сточные воды на очистные сооружения поступают с помощью канализационной насосной станции. Для приема сточных вод устраивается приемная камера из сборного железобетона.

Размеры приемной камеры зависят от пропускной способности очистных сооружений. Принимаем камеру ПК-2-50. При расходе сточных вод 358 л/с принимаем следующие размеры камеры:

A – 1500 мм;

B – 2000 мм;

H – 1600 мм.

Рисунок 9.2. Приемная камера.

9.2. Аккумулирующая емкость

С приемной камеры поверхностный сток направляется в аккуму­лирующую емкость. При накоплении стока в аккумулирующей емкости происходит усредне­ние его состава, а при последующем выдерживании перед опорожнением из стока удаляется основная масса нерастворенных примесей.

Высоту зоны отстаивания в емкости следует принимать в пределах 1,5-4 м, высоту свободной зоны над уровнем воды 0,3-0,5 м, высоту ней­тральной зоны над уровнем осадка 0,4-0,5 м.

Секции аккумулирующей емкости должны быть оборудованы устройст­вами для периодического удаления всплывающих нефтепродуктов и осадка.

Иловые приямки в аккумулирующей емкости рекомендуется располагать в средней части. Уклон днища к приямкам и поперечный уклон дна следует принимать не менее 0,05, а уклон стенок приямка не менее 45⁰. Для удале­ния осадка с площади днища в приямок следует предусматривать гидро­смыв. Объем иловой части емкости определяется исходя из заданной перио­дичности удаления осадка.

Нефтепродукты всплывающие на поверхность воды собираются в емкость сгуститель, с помощью нефтесгонных устройств. Емкость-сгуститель выполняется металлической, объемом 1 м³, размером 1,0х1,0х1,0м. Для достижения полного отделения емкость обогревается водой температурой 60⁰С. После нагрева вода сливается в систему ливневой канализации и возвращается в голову сооружений, а уловленные нефтепродукты автотранспортом вывозятся на утилизацию или на сжигание в котельных.

На основании данных о средней продолжительности периодов между стокообразующими осадками, продолжительность отстаивания стока в ак­кумулирующей емкости может быть принята равной 1–2 суток.

Рабочий объем аккумулирующей емкости W определяется по формуле (9.1):

где h_Д– максимальный слой осадков за дождь вода от которого аккумулируется в полном объеме, принимается 13 мм.

Ширину одной секции принимаем 7 м, длину секции определяем по формуле (9.2):

где H₀– высота зоны отстаивания, принимаем H₀= 3,0 м.

Высота аккумулирующей емкости находится по формуле (9.3):

где h_с– высота свободной зоны над уровнем воды, h_с= 0,4 м.

Принимаем аккумулирующую емкость из 3-х секций объем одной секции – 714 м³, общий объем –2142 м³, размеры одной секции 30 х 7 х 3,4 м.

Количество осадка W_ос, задержанного в приемном резервуаре в течение теплого периода года рассчитывается по формуле (9.4):

где S – коэффициент, учитывающий долю годового количества дождевых вод, направляемых на очистку, S = 0,7 м;

С_ср – среднее содержание взвешенных веществ в поступающем на очистку поверхностном стоке, С_ср =0,470 г/л;

Э – эффект удаления взвешенных веществ из дождевых вод в аккумулирующей емкости, принимается Э=85%;

γ – средняя концентрация твердой фазы в уплотненном осадке, принимается γ = 200 кг/м³.

Осадок попадает из аккумулирующей емкости в колодец для сбора осада и периодически вывозится автотранспортом на специализированные площадки складирования.

После аккумулирующей емкости вода выходит со следующими показателями:

- концентрация взвешенных веществ (при безреагентном отстаивании в течение суток эффект осветления может составить 80-90%):

- концентрация БПК₂₀ (эффект очистки по БПК₂₀ 60-80%):

- концентрация нефтепродуктов (при продолжительности отстаивания в течение 1-2 суток эффект снижения содержания нефтепродуктов 80-90%):

После аккумулирующей емкости концентрации взвешенных веществ, БПК₂₀ и нефтрепродуктов превышают ПДК, при котором возможен сброс в реку, следовательно необходима дальнейшая очистка. Следующим этапом очистки являются вертикальные напорные фильтры с пенополистерольной загрузкой.

9.3. Подбор насосов

Подача воды на фильтры производится насосом, забирающим воду из резервуара-отстойника с постоянным расходом.

Подбирается погружной канализационный насос Grundfos серии S. Принимается 1 рабочий насос марки S1224Ам1В511. Резервные насосные агрегаты не предусматриваются согласно [1, п. 8.2.1, табл. 18, прим. 1].

Характеристики насоса S1224Ам1В511:

- подача 169 м³/ч;

- напор 12 м;

- мощность 19,6 кВт;

- КПД=75,3%;

9.4. Вертикальные напорные скорые фильтры с пенополистирольной загрузкой

Общая площадь фильтров определяется исходя из количества сточных вод, скорости фильтрования и режима промывки.

Общая площадь фильтров определяется по формуле (9.5):

где Q – полезная производительность станции,

Q = 358·0,2 = 71,6 л/с = 6186,24 м³/сут;

T_СТ– продолжительность работы станции в течении суток, T_СТ = 24 ч;

V_н – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, V_н =20 м/ч;

n_пр – число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации, n_пр=0,5 шт.;

t_пр - время простоя фильтра в связи с промывкой водой и воздухом, t_пр=0,5 ч;

q_пр – удельный расход воды на одну промывку одного фильтра, м³/м², при водовоздушной промывке величина q_пропределяется как сумма соответствующих величин на отдельных участках промывки по формуле (9.6):

где W₁ – интенсивность продувки воздухом, W₁ = 15 л/с·м²;

t₁ – время продувки воздухом, t₁=1 мин.;

W₂ – интенсивность совместной водовоздушной промывки, подача воздуха 15 л/с·м², подача воды 3 л/с·м²;

t₂ – время совместной водовоздушной промывки, t₂ =4 мин.;

W₃ – интенсивность подачи воды, W₃ = 6 л/с·м²;

t₃ – время подачи воды, t₃=4 мин.

Число промывок одного фильтра в сутки находится по формуле (9.7):

где t – полезная продолжительность фильтроцикла, t=48 ч.;

t₁– продолжительность операций связанных с регенерацией фильтра, принимается t₁ =30 мин.

Количество фильтров на станции определяется с округлением до ближайших целых чисел по формуле (9.8):

К установке принимаем фильтры осветительные вертикальные однокамерные ФОВ-2,6-0,6 ТУ 3113-003-04688393-05.

Техническая характеристика механического фильтра осветительного вертикального однокамерного ФОВ-2,6-0,6:

- диаметр фильтра 2,6 м;

- площадь фильтрации 5,3 м²;

- Давление:

- рабочее 0,6 МПа;

- пробное гидравлическое 0,9 МПа;

- температура 40ºС;

- производительность 50-60 м³/ч;

- высота слоя 1,0 м;

- объём 5,3 м³;

- Масса:

- кварцевого песка при γ=1,6т/м³: 8,5 т;

- антрацита при γ=0,8 т/м³: 4,25 т;

- масса конструкции фильтра 3,4 т.

Рисунок 9.3. Фильтр осветительный вертикальный ФОВ-2,6-0,6.

На рисунке (9.4) представлена схема работы фильтра.

1 - подвод исходной воды; 2 - отвод обработанной воды; 3 - подвод промывочной воды; 4 - отвод промывочной воды; 5 - сброс первого фильтра; 6 - гидрозагрузка фильтрующего материала; 7 - гидровыгрузка фильтрующего материала; 8 - воздушник; 9 - подача сжатого воздуха.

Рисунок 9.4. Схема работы фильтра.

После фильтров вода выходит со следующими показателями:

- концентрация взвешенных веществ (эффект очистки на пенополистерольных фильтрах 85-90%):

где С_ВХ – концентрация взвешенных веществ после аккумулирующей емкости, С_ВХ = 47,00 мг/л;

- концентрация БПК₂₀ (эффект очистки 85-90%):

где С_{ВХ.БПК20} – концентрация БПК₂₀ после аккумулирующей емкости,

С_{ВХ.БПК20}= 14,86 мг/л;

- концентрация нефтепродуктов (эффект очистки 85-90%):

где С_ВХ.НП – концентрация нефтепродуктов после аккумулирующей емкости.

После очистки сточных вод на пенополистерольных фильтрах концентрация взвешенных веществ и БПК₂₀ соответствует требуемым нормам, а концентрация нефтепродуктов превышает ПДК (для Iкатегории водоема концентрация нефтепродуктов не должна превышать 0,01 мг/л). Для доочистки сточные воды отправляются на городские очистные сооружения канализации.

9.5. Обеззараживание сточных вод

Обеззараживание сточных вод предусматривается ультрафиолетовым облучением.

Расчет установок для обеззараживания воды УФ излучения сводится к определению числа ламп, которые необходимы для создания потока бактерицидного излучения, достаточного для обеззараживания данной воды.

Необходимое количество бактерицидных ламп определяется по формуле (9.11):

где F_Л – расчетный бактерицидный поток одной лампы [4, табл. 5], принимаются лампы БУВ-60П F_Л= 6,5 Вт;

F_Р – расчетный поток бактерицидной энергии, определяемый по формуле (9.12):

где Q – расход обеззараживаемой воды, Q = 71,6 л/с = 257,76 м³/час;

α – коэффициент поглощения, для поверхностных вод принимается 0,3 см^-1 ;

k – коэффициент сопротивляемости бактерий, принимается равным 2500 мк·Вт·с/см²;

Р₀ – коли-индекс воды до облучения, на 1 л равен 1;

Р – коли-индекс воды после облучения, принимаемый согласно ГОСТ 2874 – 82 «Вода питьевая» не более 3, принимаем Р = 3;

η₀ – коэффициент использования бактерицидного потока, учитывающий поглощение лучей в слое воды, принимается равным 0,9;

η_п – коэффициент использования бактерицидного потока, учитывающий поглощение лучей отражателем (в аппаратах с непогруженнымисточником) или в кварцевых чехлах (в аппаратах с погруженным источниками). Значение коэффициента зависит от типа аппарата; для предварительных расчетов он может быть принят равным 0,9.

В качестве установки принимается ОВ-ЗН, которая предназначается для обеззараживания воды бактерицидными лучами на объектах небольшой мощности.

Установка состоит из корпуса в виде прямоугольной камеры с тремя лотками, крышки корпуса, в которой размещены бактерицидные лампы и шкаф управления. Установка оборудована бактерицидными лампами БУВ-60П и рассчитана на производительность до 18,0 м³/ч. При обеззараживании большого количества вод включают несколько установок параллельно. Вода в безнапорной установке ОВ-ЗН движется самотеком, через приемную камеру, дырчатую перегородку и далее проходит по лоткам, дважды меняя направление. При движении воды по лоткам поток воды перемешивается, подвергаясь равномерному воздействию бактерицидного излучения ламп. Потеря напора в установке при расчетном расходе воды 18 м³/чсоставляет 0,10 м. Установку монтируют в помещении с температурой воздуха не ниже +5°С и только в горизонтальном положении. Для работы установки требуется переменный ток напряжением 220 В.

Принимается к работе 15 установок типа ОВ-3Н.

Необходимо периодически (1...2 раза в месяц) очищать кварцевый чехол от осаждающегося на нем осадка и своевременно заменять лампы по истечению срока их службы. Очистку производят без выключения установки путем нескольких возвратно-поступательных движений спирали, передвигаемой с помощью рукоятки.

10. Дополнительные сооружения на очистных сооружениях ливневого стока

10.1. Емкость-сгуститель

Задержанный устройством улавливания нефтепродуктов нефтешлам после отстаивания ливневых вод в приемном резервуаре подается в емкость-сгуститель.

Для определения объема емкости-сгустителя вычисляется количество задерживаемых нефтепродуктов по формуле (10.1):

где С₀, С – концентрация нефтепродуктов в исходной и осветленной воде, С₀ = 12 г/м³, С = 1,2 г/м³;

γ_n – объемная масса обводненных нефтепродуктов, γ_n=0,95 г/м³;

70 – процент обводненности уловленных нефтепродуктов;

Q – количество сточных вод, Q = 71,6 л/с = 257,76 м³/ч.

Принимается металлическая емкость-сгуститель, объемом 1,0 м³, размером 1,0х1,0х1,0 м.

Для достижения полного отделения емкость обогревается водой 60⁰С. После нагрева вода сливается в систему ливневой канализации и возвращается в голову сооружений, а уловленные нефтепродукты сжигаются в котельной.

10.2. Корпус очистных сооружений

В здании очистных сооружений размещают:

- фильтровальный зал;

- склад сыпучих материалов (предназначен для хранения полистирола);

- помещение реагентной (для приема, хранения и дозирования растворов реагента);

- блок УФ-обеззараживания;

- энергослужбы;

- лаборатория (для проведения физико-химических анализов при контроле сточных вод, поступающих на очистку и выходящих после очистки);

- ремонтный участок (для выполнения работ по ремонту сантехнического и насосного оборудования, трубопроводной арматуры и изготовление простого типового оборудования, инвентаря);

- помещение обслуживающего персонала;

- санузел;

Устанавливаются насосы для перекачки очищенной сточной воды в резервуар для хранения очищенных ливневых вод и для перекачки возвратных вод в аккумулирующую ёмкость.

10.3. Насосная станция ливневых вод

Насосная станция предназначена для подачи отстоенной ливневой воды из аккумулирующей емкости в корпус очистных сооружений, от промывки фильтров с подачей их в голову сооружений, подачи приготовленного реагента на фильтры или в аккумулирующую емкость, подачи уловленных нефтепродуктовиз емкостей в емкость–сгуститель.

10.4. Резервуар для очищенных ливневых вод

Резервуар предназначен для хранения очищенных сточных вод, предназначенных для дальнейшего использования или сброса в водоем.

Принимается сборный резервуар сборный «Айсберг» прямоугольный из коррозионно-стойкой стали ТУ 5138-005-12114849-2007, общий объем 54 м³, размеры 9,0х6,0х3,0 м.

11. Генплан очистных сооружений

Выбор площадок для строительства сооружений канализации, планировка, застройка и благоустройство их территорий следует выполнять в соответствии с технологическими требованиями, указанными в нормативной литературе [1, 7, 8].

Конструкция отдельных сооружений выбрана c учетом последних достижений современной техники и практики эксплуатации.

При составлении генплана очистных сооружений необходимо руководствоваться следующим:

- сооружения должны быть расположены как можно компактнее;

- расстояния между отдельными сооружениями или группами должны обеспечить возможность строительства их в разное время; расстояния между группами одноименных сооружений принимается 2–3 м, разноименных – 5–10 м. Расстояние от ограждения до строений, предусматривается шириной 5–10 м. Примыкание к ограждению строений, кроме проходных и административно-бытовых зданий не допускается;

- к каждому сооружению нужно обеспечить свободный подъезд транспорта (хотя бы c одной стороны) для доставки материалов при ремонте; ширина дорог 5–6 м, площадка для разворота машин 12х12 м, радиус поворота дороги не менее 8 м;