- Сооружения для механической и биологической очистки городских и производственных сточных вод
- МУ-58-07. Сооружения для механической и биологической очистки городских и производственных сточных вод
- Оглавление 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА СТАНЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
- Рисунок 1 – Схема комплекса очистных сооружений биологической очистки 1.1 Решетки
- 1.1.1 Решетки типа РМУ
- 1.1.2 Решетки-дробилки типа РД
- 1.2 Песколовки
- 1.3 Первичные отстойники
- 1.4 Аэротенки
Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине Комплексное использование и охрана водных ресурсов Ярославль 2007
 Скачать 2 Mb.
|
|
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ярославский государственный технический университет» Кафедра «Гидротехническое и дорожное строительство» Кафедра «Охрана труда и природы» Рекомендовано научно-методическим советом архитектурно-строительного факультета Сооружения для механической и биологической очистки городских и производственных сточных вод Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Комплексное использование и охрана водных ресурсов» Ярославль 2007 УДК 628. 1 МУ-58-07. Сооружения для механической и биологической очистки городских и производственных сточных вод: Метод. указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Комплексное использование и охрана водных ресурсов" / сост.: Е.А. Михайлов, Е.А. Фролова, И.В. Савицкая. – Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2007 . – 34 с. Содержат основные сведения по устройству и функционированию комплекса очистных сооружений станции биологической очистки. Представлены основные расчетные и справочные данные для проектирования различных сооружений и подбора типовых решений с целью использования студентами при выполнении курсового проекта. Предназначены для студентов 4 и 5 курсов специальности 280302 "Комплексное использование и охрана водных ресурсов" дневного и вечернего отделений. Ил. 6. Табл. 20. Библиогр. 15 назв. Рецензенты: кафедра: «Гидротехническое и дорожное строительство» Ярославского государственного технического университета; М.Ю. Гусарин, Генеральный директор ГУП ЖКХ «ЯРКОММУНСЕРВИС». © Ярославский государственный технический университет, 2007 Оглавление 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА СТАНЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Очистка городских сточных вод состоит из двух подсистем: механическая очистка и биологическая очистка. Механическая очистка применяется для выделения из сточной воды нерастворенных минеральных и органических примесей. Назначение механической очистки заключается в подготовке сточных вод к биологическому методу очистки. Механическая очистка на современных очистных станциях состоит из процеживания через решетки, пескоулавливания, отстаивания. Типы и размеры этих сооружений зависят в основном от состава, свойств и расхода сточных вод, а также от методов их дальнейшей обработки. Как правило, механическая очистка является предварительным этапом очистки производственных сточных вод. Она обеспечивает выделение взвешенных веществ из этих вод до 90-95 %. Повышение эффекта механической очистки сточных вод, в особенности работы сооружений по первичному отстаиванию, позволяет сократить объемы сооружений для последующих процессов очистки и тем самым снизить расходы на строительство и затраты на эксплуатацию более дорогих и сложных сооружений биологической очистки, а также обработки осадка. Очистные сооружения рассчитываются по максимальному расходу сточных вод. На рисунке 1 показана схема комплекса очистных сооружений биологической очистки сточных вод. В состав сооружений механической очистки входят: решетки для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения, песколовки для выделения тяжелых минеральных примесей (главным образом песка), отстойники для выделения нерастворимых примесей и сооружения для обработки осадка. Собственно биологическая очистка представлена аэротенками и вторичными отстойниками. На рисунке также показаны входные и выходные потоки сточных вод и их концентрации. Биологическая очистка (окисление) широко применяется для очистки сточных вод, позволяет очищать их от многих органических примесей. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, простейших и т.п. связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями.  Рисунок 1 – Схема комплекса очистных сооружений биологической очистки 1.1 Решетки Решетки устанавливают на очистных станциях при поступлении на них сточных вод самотеком. Не применять решетки на очистных сооружениях допускается в случае подачи сточных вод насосами. С установленными перед ними решетками с прозорами 16 мм и менее. Расчет решеток производим на пропускную способность очистной станции (м3/сут). Наибольшее применение получили решетки следующих типов: решетки механические унифицированные типа РМУ с механическими граблями, предназначенные для извлечения из сточных вод крупных загрязнений с механизированной выгрузкой их непосредственно в контейнер или на транспортирующее устройство к дробилкам; комбинированные решетки-дробилки типа РД. 1.1.1 Решетки типа РМУ Извлечение отходов с решетки РМУ производится кареткой. Возвратно-поступательное движение граблины осуществляется с помощью двух стальных канатов, наматывающихся на барабаны, на которые передается крутящий момент от электропривода. Сброс отходов производится сбрасывателем в откидной лоток. Для дробления задержанных загрязнений на средних и крупных очистных станциях требуется устанавливать отдельные дробилки. Здание решеток входит в состав станции механической очистки сточных вод. Сточная вода поступает в здание решеток по подводящим каналам. Крупные отходы остаются на стержнях решеток, перекрывающих сечение канала. Отходы периодически удаляются граблиной и сбрасываются в контейнер. Заполненные контейнеры устанавливаются краном на тележку и вывозятся из здания, а затем с помощью монорельса и тали перемещаются на автомобиль. На каналах любой пропускной способности перед решетками установлены щитовые затворы с электроприводом и после решеток – щитовые затворы без электропривода. 1.1.2 Решетки-дробилки типа РД Они применяются для задержания и дробления отходов без извлечения их из потока сточной воды. Принцип действия такой решетки заключается в следующем. Сточная вода поступает на вращающийся барабан со щелевыми отверстиями. Мелкие фракции отходов вместе с потоком сточной воды проходят через щелевые отверстия внутрь барабана и далее вниз на выход из решеток-дробилок. Крупные фракции отходов задерживаются на перемычках между щелевыми отверстиями барабана (которые составляют как бы круглую решетку) и транспортируются при вращении барабана к трепальным гребням. Измельчение отходов, осуществляемое при взаимодействии поочередно подходящих резцов, которые закрепляются на барабане с режущими кромками трепальных гребней, установленных неподвижно, происходит по принципу работы гильотинных ножниц. Измельчение, осуществляемое при взаимодействии режущих пластин с трепальными гребнями, осуществляется по принципу работы параллельных ножниц. Измельченные отходы подхватываются водой и проходят сквозь щелевые отверстия внутрь барабана в общем потоке. Решетки-дробилки могут быть установлены в открытом канале с изливом сточной воды через сифон в отводящий канал к очистной станции. Существенное затруднение могут вызвать попадающие к решеткам-дробилкам вместе со сточной водой металлические предметы. Для их удаления в каждом канале перед решеткой предусматривается установка электромагнитного устройства. При поступлении кислых или щелочных сточных вод необходимо перед решетками устанавливать рН-метр, согласно показаниям которого корректируют активную реакцию сточной воды. 1.2 Песколовки Песколовки служат для задержания из сточных вод песка и других минеральных примесей с размером частиц свыше 0,15…0,25 мм при расходах сточных вод более 100 м3/сут. Число отделений песколовок принимается не менее двух, при этом оба являются рабочими. В зависимости от направления основного потока сточной воды песколовки подразделяются на вертикальные и горизонтальные, которые, в свою очередь, делятся на простые и аэрируемые. Тип песколовки необходимо выбирать с учетом ее пропускной способности, состава сточных вод и местных условий строительства. Горизонтальные песколовки с круговым движением сточной воды предусматриваются для удаления песка из сточных вод, имеющих нейтральную или слабощелочную реакцию. Сточная вода подводится к песколовкам и отводится от них лотками. Для выключения песколовок из работы на подводящих лотках в распределительной камере устанавливают затворы. Осадок из песколовок удаляют гидроэлеваторами. Подача рабочей жидкости к гидроэлеваторам и отвод пульпы осуществляются самостоятельными напорными трубопроводами через камеру переключения, оборудованную задвижками. Горизонтальные песколовки с прямолинейным движением сточной воды и пропускной способностью от 70 до 280 тыс. м3/сут эксплуатируются на ряде канализационных станций аэрации. Песколовки работают эффективно при выравнивании средних скоростей по их длине. Это достигается применением одиночных плоских решеток у входного устройства, выполненных из деревянных стержней шириной 15 см с прозорами 16 см. В песколовках с решетками такой конструкции увеличивается нагрузка по воде путем повышения скорости потока при сохранении эффективности задержания песка. Аэрируемые песколовки применяются для выделения содержащихся в сточной воде минеральных частиц гидравлической крупностью от 13 до 18 мм/с. Подвод сточной воды к песколовкам и отвод ее осуществляются открытыми лотками. Для системы аэрации используется воздух от насосно-воздуходувной станции. Осадок смывается в бункер песколовки гидромеханической системой, включающей продольный лоток и трубопроводы со спрысками, осадок из бункера удаляется с помощью гидроэлеватора. Аэрируемые песколовки выполняются в виде горизонтальных резервуаров. Вдоль одной из стенок на расстоянии 45…60 см от дна по всей длине песколовки устанавливают аэраторы, а под ними устраивают желоб для песка. В поперечном сечении днищу придают уклон 1 - 0,2 - 0,4 к центральному лотку для самотечного отведения в него песчаной массы. Вертикальные песколовки состоят из приемного и отстойного отделений и осадочной части. Песколовка может быть круглой или прямоугольной в плане и должна состоять из двух секций. При пропускной способности сооружений механической очистки более 100 м3/сут сточных вод применяется вертикальная песколовка тангенциального типа или песколовка с нисходяще-восходящим движением жидкости. Работа таких песколовок основана на качественно новом принципе. Сточная вода попадает в песколовку тангенциально, в результате чего возникает ее вращательное движение. Песок, содержащийся в сточной воде, прижимается к стенкам сооружения за счет центробежной силы и отделяется от воды в результате образующегося нисходящего течения. Отвод воды из песколовки центральной телескопической трубой еще более интенсифицирует отделение песка путем возникновения водяной воронки вокруг приемного отверстия трубы. Отмыв песка от органических примесей производится в процессе его удаления в шнековом пескопромывателе. 1.3 Первичные отстойники Выбор и конструкция отстойников зависят от количества и состава сточных вод, поступающих на очистку, характеристик образующегося осадка и от местных условий строительной площадки очистных сооружений. В каждом конкретном случае выбор типа отстойников должен определяться в результате технико-экономического сравнения нескольких вариантов. Число отстойников следует принимать не менее двух, но и не более четырех, следуя по пути увеличения габаритов отстойников, так как стоимость единицы объема крупногабаритных отстойников меньше, чем малогабаритных. Сточные воды после песколовок содержат в значительном количестве дисперсные загрязнения, находящиеся во взвешенном и плавающем состоянии. Примеси из воды выделяют гравитационным отстаиванием - процессом простым, достаточно эффективным, требующим малых энергетических затрат и поэтому широко распространенным в технологии очистки сточных вод. Отстаивание осуществляется в отстойниках, которые различаются по направлению основного потока сточных вод и по режиму работы. По режиму работы различают отстойники контактного (периодического) и непрерывного действия. В контактных отстойниках сточные воды обрабатываются в условиях покоя. Их применяют для обработки малых количеств сточных вод. Отстойники непрерывного действия применяют для очистки любого количества сточных вод. По направлению движения основного потока сточных вод отстойники делятся на горизонтальные, вертикальные и радиальные. Вертикальные отстойники предназначены для осветления сточных вод, содержащих грубодисперсные примеси. Вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим потоком сточной воды представляют собой круглый резервуар с периферийным лотком для сбора осветленной воды. Сточная вода поступает через подающий лоток в водораспределительный лоток отстойника, расположенный на внутренней стороне полупогружной цилиндрической перегородки, которая делит площадь отстойника на две равные части. Водораспределительный лоток имеет зубчатый водослив. По мере продвижения от перегородки к центру сточная вода опускается вниз, распределяясь по всему сечению внутренней цилиндрической части отстойника. Всплывающие вещества собираются у воронки для сбора плавающих веществ и периодически удаляются в иловый колодец при поднятии уровня воды в отстойнике. Интенсивное разделение жидкой и твердой фаз происходит на повороте потока в нижней части отстойника. Далее сточная вода движется в вертикальном направлении в пространстве между перегородкой и стенкой отстойника, где также происходит осаждение взвешенных веществ. Дойдя до верха отстойника, осветленная вода изливается через зубчатый водослив в водосборный кольцевой лоток и отводится из отстойника. Осадок удаляется под гидростатическим давлением по иловой трубе в иловый колодец. Горизонтальные отстойники предназначены для выделения взвешенных веществ из вод, прошедших решетки и песколовки. Сточные воды поступают в отстойники из распределительного аэрируемого лотка, проходят впускной лоток и отводятся сборным лотком с двусторонним водосливом. Осадок сгребается в иловый приямок скребковым механизмом и удаляется плунжерными насосами. Плавающие вещества собираются скребковым механизмом при обратном ходе и удаляются в конце отстойника через поворотную трубу со щелевидными прорезями. Поступившие в сборный колодец плавающие вещества откачиваются для совместной обработки с осадком. Механизм для сгребания осадка в горизонтальных отстойниках представляет собой балку трубчатого сечения, которая установлена на две тележки, двигающиеся непосредственно по бетонному борту отстойника. К балке крепится скребок маятникового типа. Возвратно-поступательное движение механизма осуществляется с помощью редукторного привода. Электродвигатель через зубчатую передачу передает крутящий момент фрикционным барабанам, которые передвигают механизм по двум направляющим канатам. Исследования показывают, что прямоугольные горизонтальные отстойники более предпочтительны, чем круглые. Они имеют преимущества в случае, когда их число достигает двух или более, и они имеют общую стенку. Радиальные отстойники применяют при расходах от 13000 до 150000 м3/сут. Они представляют собой круглые в плане резервуары, подводящие сточную воду и отводящие осветленную. Существует несколько типов радиальных отстойников: радиальные отстойники с центральным впуском воды; с вращающимся водораспределительным устройством; с периферийным впуском воды и т.д. Рассмотрим радиальный первичный отстойник с вращающимся водораспределительным устройством. В обычных радиальных отстойниках из-за несовершенства распределения сточной воды использование зоны отстаивания сооружения не превышает 50 %. Использование вращающихся распределительных устройств в значительной мере устраняет эти недостатки: проточные скорости снижаются до минимальных, практически полностью используется зона отстаивания. Эти отстойники состоят из плоского цилиндрического резервуара с центральным подводом и отводом воды. В верхней части сооружения размещается вращающееся распределительное устройство в виде затопленных распределительного и водосборного лотков, которые разделены криволинейной перегородкой. Распределительный лоток имеет с наружной стороны ряд струенаправляющих лопаток, а водосборный лоток снабжен затопленным водосливом. Отстойник оборудуется жиросборником, илоскребком и илопроводом. Распределительное устройство вращается с частотой, равной частоте вращения выхода стачной воды из него, что обеспечивает в зоне отстаивания условия, близкие к состоянию покоя. Одновременно отстоявшаяся вода сливается через водослив в водосборный лоток и по дюкеру отводится из сооружения. 1.4 Аэротенки Аэротенки можно классифицировать по следующим основным признакам:
Аэротенки-вытеснители применяют для очистки сточных вод с БПКполн. менее 500 мг/л при отсутствии залповых сбросов токсичных веществ. В аэротенках-вытеснителях, имеющих 1-4 коридора, вода и ил подаются в начало сооружения, а смесь отводится в конце него. Теоретически режим потока в вытеснителях должен быть поршневым без продольного перемешивания. Однако, как показали исследования, в коридорных аэротенках существует значительное продольное перемешивание. В большей степени режиму вытеснителя соответствуют конструкции аэротенков ячеистого типа. Аэротенк ячеистого типа представляет собой прямоугольное в плане сооружение, разделенное на ряд отсеков поперечными перегородками. Смесь из первого отсека перемещается во второй (снизу), из второго – в третий (сверху) и т.д. В каждой ячейке устанавливается режим полного смешивания, а сумма ряда последовательно расположенных смесителей составляет практически идеальный вытеснитель. Сточная вода и ил в аэротенках-смесителях подводятся и отводятся равномерно вдоль длинных сторон сооружения. Принимается, что поступающая смесь очень быстро (в расчетах – мгновенно) смешивается с содержимым всего сооружения. Система аэрации – важнейший элемент любого аэротенка. Эта система состоит из комплекса сооружений и специального оборудования, обеспечивающего снабжение жидкости кислородом, поддержание ила во взвешенном состоянии и постоянное перемешивание сточной воды с илом. Существует три системы аэрации: пневматическая, механическая и комбинированная. Пневматическую систему, при которой воздух нагнетается в аэротенк под давлением, подразделяют на три типа в зависимости от размера продуцируемого пузырька воздуха: на мелкопузырчатую – с размером пузырька 4 мм, среднепузырчатую – 5…10 мм и крупнопузырчатую – более 10 мм. В качестве распределительного устройства для воздуха в пневматических системах аэрации применяют фильтросные пластины и трубы, купола, диски и т.д. При механической системе аэрации в качестве источника кислорода используется непосредственно наружный воздух, вовлекаемый в аэротенк при вращении в нем жидкости мешалкой-аэратором. Механические аэраторы обычно классифицируют по типу расположения оси вращения ротора на горизонтальные и вертикальные. |