Оборудование для защиты гидросферы: обоснование, выбор, расчеты (стр. 2 )

В окончательном виде профиль очистной станции строится после вычисления точных гидравлических сопротивлений в лотках, трубах и сооружениях. Построение профиля выполняется по самому длинному и гидравлически невыгодному пути следования сточных вод. В профиле показывают одно сооружение из группы однотипных, одну решетку, одно отделение песколовки, один первичный отстойник и т. д.

После окончания установки очистных сооружений в плане и на профиле нужно показать обсыпку грунтом или выямки для глубоко расположенных сооружений. Насыпи и выямки на профиле и в плане показываются с учетом свойств грунта.

И

З

Рис. 4.1. Упрощенный генплан очистной станции с указанием

расчетных участков

Построение профиля по движению осадка производится аналогично профилю по воде по одному из видов осадка.

4.1. Состав сточных вод

От промышленных предприятий отводятся сточные воды трех видов – производственные, бытовые и атмосферные. Загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные и биологические, в сточных водах они присутствуют в нерастворенном, коллоидальном и растворенном состояниях.

Степень загрязненности сточных вод органическими веществами, способными биохимически окисляться, оценивается БПК – биохимической потребностью в кислороде, при этом различают БПКполн, БПК20 (двадцатисуточная проба) и БПК5 (пятисуточная проба).

Бытовые сточные воды от населения характеризуются более или менее постоянной суточной массой загрязнений, отнесенной на одного жителя.

На состав городских сточных вод оказывают влияние производственные сточные воды, отводимые в коммунальную канализацию.

Производственные сточные воды образуются: при непосредственном использовании воды в технологических операциях (эти воды загрязнены веществами, участвующими в технологических процессах данного предприятия); при охлаждении водой технологической аппаратуры и силовых агрегатов (эти воды, как правило, не загрязнены, но имеют повышенную температуру); при использовании воды в хранилищах сырья и готовой продукции, в котельных, при транспортировании сырья и топлива и т. п. (эти воды загрязнены различными веществами).

Производственные сточные воды в зависимости от их количества и места образования, а также от вида загрязняющих веществ и их концентрации отводятся одним общим потоком или несколькими самостоятельными потоками.

Загрязненные производственные стоки, если в них не преобладает загрязнитель какого-либо определенного вида, объединяются в один поток. Практически чистые (условно чистые) воды от вспомогательных операций объединяются в отдельный поток или транспортируются вместе с атмосферными водами. Число потоков производственных сточных вод и возможные методы их предварительной обработки и окончательной очистки определяют число локальных очистных установок на территории предприятия, а также очистных станций для раздельной и последующей совместной очистки всех загрязненных сточных вод за пределами промышленной площадки.

Бытовые сточные воды, образующиеся на территории промышленного предприятия, отводятся и очищаются, как правило, отдельно. Совместное отведение бытовых и производственных сточных вод целесообразно в том случае, если последние загрязнены органическими веществами, поддающимися биологической деструкции, и если концентрация токсических примесей в общем стоке, поступающем на биологические сооружения, не превышает предельно допустимой концентрации (ПДК).

Особенностью поверхностных (атмосферных) сточных вод является изменение их качества во время стока и зависимость концентрации загрязнений от ряда факторов: среднего многолетнего выпадения атмосферных осадков по сезонам года; коэффициента стока j; интенсивности движения транспорта по улицам; режима уборки улиц; оседающих из воздушного бассейна аэрозолей; попадания в поверхностный сток отходов производства и продуктов промышленных выбросов.

Атмосферные сточные воды с незагрязненных территорий промышленного предприятия могут отводиться отдельной системой канализации или объединяться с незагрязненными производственными стоками. Атмосферные воды, стекающие с площадок для складирования сырья, жидкого топлива, нефтеналивных эстакад и т. п., загрязнены продуктами, которые хранятся на этих площадках, поэтому такие воды отводят совместно с потоком загрязненных производственных сточных вод.

Режим поступления сточных вод в наружную канализационную сеть промышленного предприятия и их количество зависят от многих условий: мощности предприятия, числа рабочих смен, вида исходного сырья, технологии производства, числа производственных установок и аппаратов, а также режима их работы, удельного расхода воды на единицу продукции и т. п. Вследствие этого на предприятиях одного и того же производственного профиля сточные воды имеют неодинаковый состав и поступают в канализацию с различной степенью неравномерности. Режим поступления производственных сточных вод во внутрицеховую канализационную сеть определяется технологическими процессами отдельных цехов и предприятия в целом. Для проектируемых предприятий режим поступления сточных вод в наружную канализацию принимают по аналогии с действующими предприятиями такого же профиля или в соответствии с указаниями на проектирование наружных канализаций промышленных предприятий. Режим поступления в наружную канализацию бытовых и атмосферных сточных вод определяется по действующим СНиП.

Количество сточных вод, сбрасываемых в водоемы, зависит в основном от количества очищенных стоков, используемых в системах оборотного водоснабжения на данном предприятии. Например, на некоторых металлургических и нефтеперерабатывающих заводах 90-95% сточных вод после соответствующей очистки используется в системах оборотного водоснабжения и только 5-10% спускается в водоемы. В отдельных случаях оказывается целесообразным передавать отработанные воды одного предприятия для использования их на ближайших соседних предприятиях, если качество вод удовлетворяет требованиям этих предприятий.

Иногда по местным условиям предприятия вообще не могут сбрасывать сточные воды в водоемы. В этих случаях сточные воды после соответствующей локальной очистки используются в системах оборотного или повторного водоснабжения, а небольшое количество стоков (рассолы после обессоливания воды, элюаты после ионитной очистки и т. п.) сжигается или закачивается в глубинные пласты (по согласованию с соответствующими ведомствами).

Качество сточных вод, образующихся на промышленном предприятии, и концентрация в них загрязняющих веществ определяются многими факторами: отраслью промышленного производства и видом исходного сырья, режимом технологических процессов, возможностью утилизации отходов производства, удельным расходом воды на единицу продукции. Сточные воды большинства предприятий содержат минеральные и органические загрязнения в самых различных сочетаниях. Следует иметь в виду, что на одном и том же предприятии, но в различных его цехах могут образовываться производственные сточные воды, загрязненные преимущественно минеральными или органическими веществами, а также их смесью.

Концентрация загрязнений в производственных сточных водах может значительно колебаться во времени. Иногда повышение концентрации загрязнений совпадает по времени с увеличением притока сточных вод вследствие залповых сбросов их в канализацию при опорожнении технологических установок и аппаратов.

Неравномерность притока сточных вод и колебания концентраций загрязнений в них во всех случаях ухудшают работу очистных сооружений и осложняют их эксплуатацию. При неблагоприятных условиях это может вызвать резкое снижение эффекта очистки сточных вод, особенно если они обрабатываются на биологических окислителях.

При проектировании наружной канализации промышленных предприятий необходимо уделять большое внимание изысканию возможностей уменьшения количества сточных вод и снижения концентрации загрязнений в них. Положительные результаты в этом направлении приводят к уменьшению сточных объемов и, следовательно, к снижению стоимости канализационных сооружений, а также к уменьшению затрат на их эксплуатацию. Однако следует иметь в виду, что уменьшение только количества сточных вод, как правило, вызывает повышение их концентрации, поскольку при конкретном технологическом процессе общеe количество отходов остается неизменным. Повышение концентрации сточных вод облегчает извлечение из них ценных веществ, но при применении биологических методов может тормозить процесс очистки и иногда приводит к необходимости предварительного разбавления стоков.

Одним из эффективных путей уменьшения количества производственных сточных вод, сбрасываемых в водоемы, является повторное использование отработанных сточных вод после их очистки на тех же технологических операциях или для производственных нужд в других цехах данного предприятия. Не менее эффективно уменьшение расхода воды на единицу обрабатываемого сырья или выпускаемой продукции.

Возможности снижения концентрации загрязнений в сточных водах довольно ограничены. Радикальной мерой в этом направлении является уменьшение отходов производства и извлечение из сточных вод ценных примесей в целях их утилизации.

Опытом эксплуатации и научными исследованиями установлены концентрации различных растворенных органических веществ, при которых затруднен или невозможен процесс биологического окисления. Необходимо подчеркнуть, что приведенные в Строительных нормах и правилах данные указывают лишь на то, что концентрации соответствующих веществ не должны превышать допустимых, если содержащая их сточная жидкость поступает на биологическую очистку. Однако только по этим данным еще нельзя установить количество веществ, которое может быть сброшено в канализацию. При расчетах необходимо иметь в виду, что вода должна быть очищена до такой степени, чтобы при поступлении ее в водоем не создавались концентрации загрязнений, превышающие допустимые для данного водоема. Поэтому общее количество токсичных веществ, которое может быть допущено к сбросу в канализацию, следует определять исходя из ПДК для водоема и очистных сооружений с учетом степени снижения содержания этих веществ в процессе биологической очистки.

Для снижения концентрации органических загрязнений применяют также разбавление концентрированных стоков.

При проектировании канализации промышленного предприятия вопрос о разделении либо объединении отдельных стоков является одним из наиболее актуальных, поскольку от этого зависит стоимость строительства канализационных сооружений, экономичность их эксплуатации, возможность извлечения и утилизации ценных веществ и надежность защиты водоемов (приемников сточных вод) от загрязнения. Естественно, что в вопросе объединения или разъединения отдельных стоков не может быть стандартных решений. В каждом конкретном случае проводится тщательный анализ всех факторов.

Объединение отдельных стоков нецелесообразно, если для содержащихся в них веществ применимы одинаковые методы очистки (например, отстаивание, биохимическая деструкция, химическая обработка одинаковыми реагентами, фильтрование, флотация и др.). Отдельные стоки могут быть также объединены, eсли они оказывают одинаковое агрессивное действие на строительные материалы сооружений.

Большое значение в решении вопроса об объединении стоков имеет территориальный фактор. Места образования стоков одинакового характера нередко находятся на больших расстояниях друг от друга, поэтому сооружение для них общей канализационной сети экономически не оправдано. В таком случае рациональнее сбрасывать их в ближайшую канализационную сеть, принимающую стоки совершенно другого характера, но это возможно только при условии, что не будет нарушена нормальная работа очистных сооружений канализационной системы.

Не всегда оказывается целесообразным совместное отведение стоков одинакового состава, но различных по концентрации в них загрязняющих веществ. Если эти вещества представляют собой товарную ценность, то рациональнее извлекать их из наиболее концентрированных стоков, а затем уже смешивать стоки для последующей совместной очистки. Так, например, поступают при очистке стоков целлюлозного производства, промывных вод шерстомойных фабрик, травильных и промывных вод цехов металлообработки.

Слабоконцентрированные стоки, очищаемые с применением ионообменных материалов, нельзя обрабатывать совместно с жидкостями, имеющими высокую концентрацию солей. Такое смешение приведет к ненужному поглощению ионитами ионов второго стока и вследствие этого к сокращению рабочего цикла фильтров, а также к увеличению объема отработанных регенерационных растворов, являющихся отходами основного процесса (обработка и обезвоживание отходов могут вызвать не меньшие затруднения, чем очистка самой сточной жидкости).

Смешение стоков различного состава нецелесообразно и в тех случаях, когда какой-либо из стоков нуждается в специальной обработке. Например, стоки, содержащие дурнопахнущие конденсаты варочных цехов целлюлозных производств, выделяют для самостоятельной очистки не только потому, что из них можно получить ценные побочные продукты, но и потому, что сброс этих вод в общий сток затруднит последующую дезодорацию большой массы воды.

Очистные канализационные сооружения должны располагаться, как правило, с подветренной стороны по отношению к жилой застройке (для господствующих ветров теплого периода года), ниже населенного пункта по течению реки и за пределами санитарно-защитной зоны от границы жилой застройки, участков общественных зданий и предприятий пищевой промышленности с учетом их перспективного расширения.

Площадка для очистных сооружений должна по возможности иметь уклон, обеспечивающий движение сточных вод самотеком по сооружениям и отвод поверхностных вод, и располагаться на территории, не затопляемой паводковыми водами, с низким уровнем грунтовых вод.

5.  Определение расчетных параметров

очистной станции

Для определения требуемой степени очистки сточных вод перед выпуском их в водоем и для гидравлических и технологических расчетов отдельных очистных сооружений канализации должны быть определены расчетные параметры очистной станции – характерные расчетные расходы, концентрации загрязнений в сточных водах, эквивалентное и приведенное население.

Расчетные расходы сточных вод от населенных мест определяются на основании расчетного населения, норм водоотведения бытовых сточных вод в районах жилой застройки населенных пунктов с учетом общего коэффициента неравномерности водоотведения Кобщ. Для расчетов необходимы следующие данные: расчетное население N, суточный приток сточных вод от группы предприятий Qпр. Сточные воды от промышленных предприятий характеризуются следующим содержанием загрязнений: температура t, взвешенные вещества bпр, БПК5 L пр, БПК20 L пр, нефтепродукты C пр, СПАВ K пр, активная реакция pH (по заданию). Ниже приводится определение характерных расходов сточных вод, поступающих на станцию очистки.

5.1. Расходы бытовых сточных вод от населения

1. Средний суточный расход

Qср. сут= n´N / 1000, м3/сут, (5.1)

где n – норма среднесуточного водоотведения на одного жителя, л/сут.

2.  Средний часовой расход

Qср. ч = Qср..сут / 24, м3/ч. (5.2)

3.  Средний секундный расход

qср= n´N / 86400, л/с. (5.3)

4. Максимальный суточный расход

Qмакс. сут=Ксут´ Qср. сут., м3/сут, (5.4)

где Ксут =1,1 - коэффициент суточной неравномерности.

5. максимальный часовой расход

Qмакс. ч.= Кобщ´ Qср. ч, м3/ч, (5.5)

где Кобщ =1,2 - коэффициент часовой неравномерности.

6. максимальный секундный расход

qмакс= Кобщ ´ qср, л/с. (5.6)

5.2. Расходы сточных вод от промышленных предприятий

1. Средний суточный расход

Qсут= по заданию, м3/сут. (5.7)

2. Средний часовой расход

Qср. ч= Q. сут / 24, м3/ч. (5.8)

3. Средний часовой расход в смену наибольшего водопотребления

Qмакс. смены= по заданию, (5.9)

Q’ср. ч= Qмакс. смены / Т, м3/ч, (5.10)

где Т– продолжительность смены с обеденным перерывом Т=8 часов.

4. Максимальный часовой расход

Qмакс. ч=по заданию, м3/ч. (5.11)

5. Средний секундный расход за сутки

qср= Qср. ч/3,6, л/с. (5.12)

6. Средний секундный расход в смену

q’ср= Q’ср. ч/3,6, л/с. (5.13)

7. максимальный секундный расход

qмакс= Qмакс. ч/3,6, л/с. (5.14)

5.3. Суммарные расходы сточных вод

1. Средний суточный расход

Q. ср. сут= Q. ср. сут. нас.+ Q. ср. сут. пром.., м3/сут. (5.15)

2. Средний часовой расход

Q ср..ч= Q ср..ч нас + Q ср. ч пром., м3/ч. (5.16)

3. Средний секундный расход

qср= qср. нас. + qср. пром., л/с. (5.17)

4. максимальный суточный расход

Q. макс. сут.= Q. макс. сут. нас. + Q. макс. сут. пром., м3/сут. (5.18)

5. максимальный часовой расход

Q. макс. ч.= Q. макс. ч.нас. + Q. макс. час. пром., м3/ч. (5.19)

6. максимальный секундный расход

qмакс. с= Q. макс. час/3,6, л/с. (5.20)

7. Минимальный часовой расход

Qмин. ч.нас.=0,02´Qср. сут. нас., м3/ч. (5.21)

Qмин. ч.пром.=0,022´Qср. сут. пром., м3/ч. (5.22)

Qмин. ч.= Qмин. ч.нас.+ Qмин. ч.пром., м3/ч. (5.23)

qмин. с= Qмин. ч/3,6, л/с. (5.24)

5.4. Определение концентрации загрязнения в сточных водах

1. Концентрация взвешенных веществ в хозяйственных бытовых сточных водах

bбыт=65´1000 / n, г/м3, (5.25)

где 65 – масса взвешенных веществ на одного жителя, г/сут.

Концентрация взвешенных веществ в сточных водах промышленных предприятий

bпр= по заданию, г/м

Концентрация взвешенных веществ в общем стоке

bобщ= (bбыт ´ Qбыт+ bпр´ Qпр) / (Qбыт + Qпр), г/м3. (5.27)

2. БПК в хозяйственных бытовых сточных водах

Lбыт=40´1000 / n, г/м3, (5.28)

где 40 – БПКполн. осветленной сточной жидкости на 1 чел. в сутки.

Концентрация БПК в сточных водах промышленных предприятий

Lпр= по заданию, г/м3. (5.29)

Концентрация БПК в общем стоке

Lобщ= (Lбыт ´ Qбыт+ Lпр´ Qпр)/ (Qбыт + Qпр ), г/м3. (5.30)

3. Содержание нефтепродуктов

Спр.= по заданию, г/м3. (5.31)

Содержание нефтепродуктов в общем стоке

Собщ= Спр´ Qпр / (Qбыт + Qпр), г/м3. (5.32)

4. Содержание СПАВ

Содержание СПАВ в хозяйственных бытовых сточных водах

Кбыт.=2,5´1000 / n, г/м3, (5.33)

где 2,5 - масса СПАВ на одного жителя

Содержание СПАВ в сточных водах промышленных предприятий

Кпр.= по заданию, г/м3. (5.34)

Содержание СПАВ в общем стоке

Кобщ= (Кбыт ´ Qбыт+ Кпр´ Qпр) / (Qбыт + Qпр ), г/м3. (5.35)

Приведенное население по взвешенным веществам

Nпр.= N+(bпр. ´ Qпр) /

Приведенное население по БПК

Nпр.= N+(Lпр. ´ Qпр) /

5.5. Определение необходимой степени очистки сточных вод

Для проведения дальнейших расчетов необходимо задаться значениями показателей в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Данные по водоему

Средние месячные расходы воды в водоеме	Q, м3/с
Средняя скорость течения на рассчитываемом участке реки	Uср, м/с
Средняя глубина реки	Нср, м
Расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по фарватеру	L, м
Расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по прямой	Lпр, м
Расход сточных вод, принимаемый по среднему секундному расходу	q=qср. с´10-3
Содержание загрязнений в сточных вод	bобщ, Lобщ, Kобщ, Cобщ, г/ м3
Содержание взвешенных веществ в воде водоема до спуска сточной воды	bр, г/ м3
БПКполн. речной воды	Lр, г/ м3

Определение степени смешения и разбавления СВ в водоеме у расчетного створа

, (5.38)

где a - коэффициент учитывающий гидравлические факторы смешения.

a = j´g´ 3(Е/ q), (5.39)

где j - коэффициент извилистости; g - коэффициент, учитывающий береговой выброс; Е - коэффициент турбулентной диффузии

Е= Uср ´ Нср/200, (5.40)

j= L/Lпр. (5.41)

Рассчитываем кратность разбавления

n=(a´Q+q)/q. (5.42)

Определяем необходимую степень очистки:

а) По взвешенным веществам рассчитываем предельно допустимое содержание взвешенных веществ в СВ, спускаемых в водоемы

m=P ((a´Q / q)+1)+ bр, г/м3, (5.43)

где Р=0,25 г/м3 – допустимое увеличение концентрации взвешенных веществ в водоеме.

Необходимая степень очистки

Э=((bобщ - m) / bобщ) ´100%. (5.44)

б) Определение степени очистки по БПКполн.

LT=La10-K1T, (5.45)

где La – БПКполн смеси речной и сточной воды в месте выпуска СВ, г/м3;

LT= 3 г/м3 – допустимая БПКполн. смеси речной и сточной воды в расчетном

створе; K1 - константа скорости потребления кислорода

K1 (t) = K1 (20)1,047 t-

Продолжительность протока воды от места спуска до расчетного створа

Т = L / uср86400 , сут, (5.47)

Lст= ((а´Q / q)(La - Lр))+ La, (5.48)

Э= ((Lобщ - Lст) / Lобщ) ´100%. (5.49)

в) Эффективность очистки по органолептическим показателям вредности

Сст= ((а´Q / q) (С пр. доп.-Ср))+ С пр. доп, (5.50)

где С пр. доп =0,3 г/м3; Ср =0,01- концентрация веществ в водоеме, г/м3.

Э= ((Собщ - Сст )/ Собщ) ´100%. (5.51)

г) Определение эффективности очистки СВ от СПАВ

Кст= ((а´Q / q) (К пр. доп.-Кр))+ К пр. доп, (5.52)

где К пр. доп =0,5 г/м3; Кр =0,2 г/м3.

Э= ((Кобщ - Кст )/ Кобщ) ´100%. (5.53)

6. Выбор и расчет сооружений механической

очистки сточных вод

6.1. Усреднители

Резкие колебания расхода и количества загрязнений сточных вод затрудняют их очистку, что увеличивает стоимость очистки воды. Для усреднения расхода и количества загрязнений сточных вод применяются контактные и проточные усреднители. При небольших расходах и периодическом сбросе воды используют контактные усреднители. В большинстве же случаев применяют проточные усреднители, которые выполняют в виде многокоридорных резервуаров или резервуаров с перемешивающими устройствами.

Из многокоридорных усреднителей наибольшее распространение получили прямоугольные (рис.6.1) и круглые (рис.6.2). Усреднение в них достигается за счет дифференцирования потока, который, поступая в усреднитель, делится на ряд струй, протекающих по коридорам разной длины. В результате в сборном лотке смешиваются струи воды различной концентрации, поступившие в усреднитель в разное время. Такие усреднители рекомендуется применять при незначительном количестве взвешенных веществ в поступающей сточной воде.

 

В усреднителях с перемешивающими устройствами усреднение воды достигается за счет интенсивного перемешивания воды. Оно может осуществляться барботированием воды воздухом, специальными мешалками или циркуляцией воды в резервуарах, создаваемой насосами. На рис.6.3 представлен усреднитель концентрации и расхода воды, в котором вода перемешивается сжатым воздухом. Усреднитель оборудован сборным устройством, обеспечивающим автоматическое усреднение расхода.

Усреднитель с барботированием воды воздухом рекомендуется применять для усреднения сточных вод с содержанием взвешенных веществ до 500 мг/л. При большем содержании взвешенных веществ рекомендуется применять усреднители с механическим перемешиванием и отстойной частью.

Усреднители обычно размещают после отстойников или оборудуют их отстойной частью.

Объем усреднителя определяется с учетом характера колебаний концентрации загрязняющих веществ, который может быть подразделен на три вида: залповый, циклический и произвольный.

Многокоридорные усреднители рекомендуется применять при залповых сбросах высококонцентрированных сточных вод. Их объем рассчитывают по формуле

V = Qt3K/2, (6.1)

где Q - расход сточных вод, м/ч; t3 - длительность залпового сброса, ч;

К - коэффициент усреднения:

К = (Смакс - Сср) / (Сдоп - Сср), (6.2)

здесь Смакс- максимальная концентрация загрязнений в залповом сбросе; Сср - средняя концентрация загрязнений в стоке; Сдоп - концентрация загрязнений в стоке, допустимая по условиям работы последующих соору - жений. Объем усреднителя с перемешивающим устройством при залповом сбросе надлежит определять по следующим формулам:

при К<5 V =1,3Qt3/ (lnK/(K-1)), (6.3)

при К³5 V =1,3Qt3К. (6.4)

Объем усреднителя с перемешивающим устройством при циклических колебаниях вычисляют по формулам:

при К<5 V = 0,21QtK, (6.5)

при К³5 V = 0,21QtKK, (6.6)

где tK - период цикла колебания, ч.

Рис. 6.3. Усреднитель с перемешивающим устройством: 1- подающие лотки; 2- впускные отверстия; 3- резервуар усреднителя; 4- барботер; 5- выпускное устройство; 6- выпускная камера

Для случая произвольного характера колебаний концентрации загрязнений сточных вод методики определения объема усреднителя с перемешивающим устройством не имеется, и объем определяется методом подбора. Сначала объем усреднителя принимают примерно равным суммарному притоку сточных вод в часы с концентрацией загрязнений, превышающей допустимую концентрацию. Затем проверяют правильность принятого объема путем расчета концентрации загрязнений на выходе из сооружения по часам суток. В любой период времени концентрация загрязнений не должна превышать допустимую концентрацию. Проверочный расчет ведется последовательно для периодов времени (в ч):

Dt<V/(5Q). (6.7)

Число периодов времени должно быть не менее 50. Изменение концентрации загрязнений, г/м3, на выходе из усреднителя в каждый период времени определяется по формуле

DСвых= Q(Свх - Свых) Dt/V, (6.8)

где Свх, Свых - концентрация загрязнений на входе и выходе за предыдущий период времени, г/м3.

Результат вычисления DСвых может быть положительным и отрицательным. Полученное DСвых следует прибавить к Свых предшествующего периода времени, в результате чего получим Свых данного периода времени.

Определение концентрации загрязнений в усредненной воде следует начинать с того часа, когда наблюдается максимальное значение Свх. Если получившийся результат в любой период времени превышает допустимую кон­центрацию загрязнений, то расчет следует повторить при увеличенном объеме усреднителя.

Для усреднения расхода сточных вод объем усреднителя следует рассчитывать аналогично расчету регулирующих емкостей систем водоснабжения и канализации.

Объем усреднителя, предназначенного для усреднения расхода и концентрации загрязнения, также определяется методом подбора - проверкой принятого объема усреднителя и концентрации загрязнения на выходе из усреднителя в отдельные периоды времени.

6.2. Решетки

Для улавливания из сточных вод крупных нерастворимых загрязнений применяют решетки, выполняемые из круглых, прямоугольных или иной формы металлических стержней. Прозоры между решетками b=16-19 мм.

Наиболее широкое распространение получили неподвижные решетки. Для удобства съема загрязнений часто решетки устанавливают под углом к горизонту a=60-70° (рис. 6.4). Если количество улавливаемых загрязнений составляет 0,1 мз в сутки и более, то очистка решеток должна быть механизирована.

Скорость в уширенной части канала перед решеткой при минимальном притоке сточных вод не менее 0,4 м/с во избежание залива канала:

uкан = qмин/Вк´hмин´N. (6.9)

При расчете решетки вначале определяют общее число прозоров n по формуле:

, (6.10)

где qмах - максимальный расход сточных вод, мз/с; h1 - глубина воды перед решеткой, м; uр - средняя скорость в прозорах решетки, рекомендуется принимать 1 м/с; k3 - коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями и равный 1,05.

Общая ширина решеток Bp=s´(n-1)+b´n, где s - толщина стержней решетки. Затем принимается число решеток N и ширина каждой из них B1=Bp/N. Потери напора в решетках hр=p´z´u2 /2g, где z - коэффициент местного сопротивления; u-скорость движения воды в камере перед решеткой, м/с; g - ускорение свободного падения, м2/с; p - коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки, »3.

Рис. 6.4. Решетка

Коэффициент местного сопротивления решетки z зависит от формы стержней и определяется по формуле

z=b (s/b)4/3 sin a, (6.11)

где b - коэффициент, равный 2,42 для прямоугольных и 1,72 для круглых стержней.

Определяем размеры камеры решетки в плане:

l1=Bp-Bk / 2tg 20°; (6.12)

12= l1 /

Общая строительная длина камеры решеток:

L= l1+12+1,5. (6.14)

Строительная глубина канала перед решеткой Н=2 м. Пол здания решеток должен возвышаться над расчетным уровнем сточной воды в канале DZ не менее чем на 0,5 м:

DZ=Н - ( hмакс +hр). (6.15)

При проектировании решеток количество уловленных загрязнений следует принимать в зависимости от размера решеток (при b=16-20 мм количество отбросов равно а=8 л на 1 чел. в год, а их плотность 750 кг/м3).

Суточный расход отбросов, снимаемых с решеток:

W=a´Nпр/365´1000 , м3/сут. (6.16)

Уловленные на решетках отбросы должны подвергаться дроблению в дробилках и возвращаться в поток воды перед решетками.

6.3. Песколовки

Для улавливания из сточных вод песка и других минеральных нерастворенных загрязнений применяют песколовки: горизонтальные (рис.6.5) (при расходах болеем3/сут), вертикальные и с вращательным движением жидкости; последние бывают тангенциальные (до 50000 м3/сут) и аэрируемые.

Рис.6.5. Горизонтальная песколовка с гидросмывом

При расчете горизонтальных песколовок определяют площадь живого сечения одного отделения

w=qмакс / n´u, (6.17)

где qмакс- максимальный расход сточных вод на одно отделение, м3/с; u - средняя скорость движения воды, м/с; n - количество отделений.

Затем находят размеры отделения в поперечном сечении. Длину песколовки вычисляют по формуле

L=k´h1´u ´1000 / u0, (6.18)

где h1- глубина проточной части песколовки, не более 1 м; k - коэффициент, учитывающий влияние турбулентности и других факторов на работу песколовок, табл. 6.1; u0 - гидравлическая крупность песка расчетного диаметра, мм/с.

При иных расчетных параметрах коэффициент можно вычислить по формуле

к = u0/ u02- w2, (6.19)

где w - вертикальная турбулентная составляющая: w=0,05u.

Таблица 6.1

Значения коэффициента k

Диаметр частиц песка	Гидравлическая крупность u0, мм/с	Значения k для песколовок
		горизонтальных	аэрируемых при В/Н
			1	1,25	1,5
0,15	13,2	-	2,62	2,5	2,39
0,2	18,7	1,7	2,43	2,25	2,08
0,25	24,2	1,3	-	-	-

Для горизонтальных песколовок следует принимать: