projekt16 04(1)

Politechnika Łódzka

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA I INSTALACJI BUDOWLANYCH

Wykonała:

Sylwia Misztald

Nr albumu 172894

OPIS TECHNICZNY

  1. Cel i zakres opracowania

Celem opracowania jest zaprojektowanie Miejskiej Oczyszczalni Ścieków dla miasta. Zakres opracowania obejmuje technologię mechaniczno – biologicznej oczyszczalni ścieków oraz gospodarkę osadami.

  1. Podstawy opracowania

  1. Warunki gruntowo – wodne

Na rozpatrywanym terenie grunt stanowi piasek, zaś zwierciadło wody stabilizuje się na głębokości 4,1m pod powierzchnią terenu. Różnica ekstremalnych rzędnych wysokościowych na terenie oczyszczalni wynosi 1,3 m. Dno kolektora na wlocie do oczyszczalni znajduje się 3,1 m pod powierzchnią terenu.

  1. Odbiornik ścieków oczyszczonych

Odbiornikiem ścieków oczyszczonych jest rzeka. Średni niski przepływ w odbiorniku wynosi: SNQ =1,00 m3/s.

  1. Opis oczyszczalni

Oczyszczalnię zaprojektowano tak, że urządzenia będą w stanie przyjąć ilości ścieków przewidziane dla 2030 r. W przypadku oczyszczania biologicznego zaprojektowano 3 ciągi biologiczne komory osadu czynnego konwencjonalnego.

  1. Podstawowe elementy oczyszczalni

  1. Punkt zlewny ścieków dowożonych:

  1. Szybkozłącze do odbioru ścieków

  2. Wstępne mechaniczne podczyszczenie ścieków

  3. Pomiar przepływu ścieków

  4. Zbiornik rozprężny ścieków dowożonych

  5. Dozowanie ścieków

  1. Oczyszczanie mechaniczne ścieków połączonych

  1. Krata mechaniczna (koszowa)

  2. Sitopiaskownik

  3. Osadnik wstępny

  1. Oczyszczanie biologiczne ścieków połączonych

  1. Komora osadu czynnego konwencjonalnego

  2. Osadnik wtórny poziomy – separacja osadu od ścieków

  1. Stacja dmuchaw

  2. Urządzenia wykorzystane w gospodarce osadowej

  1. Działanie oczyszczalni będzie całkowicie zautomatyzowane poprzez zastosowanie sterowania z możliwością zdalnej kontroli pracy poprzez złącze telefoniczne systemu GSM.

Schemat technologiczny

Punkt zlewny ścieków dowożonych

Punkt zlewny służy do szczelnego odbioru ścieków dowożonych i powinien umożliwiać zatrzymanie grubych zanieczyszczeń w pojemniku.

W skład punktu zlewnego powinno wchodzić:

  1. Technologia oczyszczania ścieków

Ścieki dopływają do kanału krat kolektorem prostokątnym B500 o zagłębieniu 3,1m pod powierzchnią terenu. Ścieki dopływające do oczyszczalni w pierwszej kolejności oczyszczane są mechanicznie. Pierwszym urządzeniem, wychwytującym stałe cząstki jest mechaniczna krata pionowa. Zastosowano kratę gęstą o prześwicie 25 mm ( jedną kratę mechaniczną montowaną na kanale dopływowym do oczyszczalni oraz jedną kratę awaryjną – ręczną). Następnie ścieki są podawane przez pompownię do sitopiaskownika, gdzie następuje sedymentacja piasku i innych cząstek stałych charakteryzujących się dużą prędkością opadania. Następnie trafiają do osadnika wstępnego gdzie zatrzymywany jest osad. Piasek jest gromadzony na poletku piasku, z którego jest okresowo wywożony.

Ścieki mechanicznie podczyszczone (pozbawione skratek i zawiesiny mineralnej) odpływają do stopnia biologicznego oczyszczania, które odbywa się w reaktorze biologicznym z osadem czynnym konwencjonalnym.

W komorze osadu czynnego nastąpią procesy adsorpcji zawartych w ściekach zanieczyszczeń rozpuszczonych i koloidalnych, które nie zostały zatrzymane w osadnikach wstępnych.

Źródłem powietrza są dmuchawy, które dostarczają odpowiednią ilość powietrza do rusztu napowietrzającego, zainstalowanego w reaktorze biologicznym, oraz dyfuzory służącego do drobno pęcherzykowego napowietrzania ścieków.

W celu separacji osadu czynnego od ścieków oczyszczonych, mieszanina osadu czynnego i ścieków powinna dopływać do urządzenia separacji osadu od ścieków - „poziomego osadnika wtórnego”. Część osadów wtórnych recyrkulowana jest do komór osadu czynnego konwencjonalnego, natomiast osad nadmierny kierowany jest do części osadowej, gdzie poddawany jest obróbce.

Po osadniku wtórnym oczyszczone ścieki spływają do odbiornika przewodem zamkniętym o średnicy 500 mm.

Odprowadzenie ścieków oczyszczonych

Oczyszczone ścieki odprowadzane powinny być grawitacyjnie poprzez przepływomierz elektromagnetyczny, którego sygnał podłączony jest do sterownika, w celu dokonania rejestracji danych ilości ścieków w z dnia poprzedniego, i dnia przed poprzedniego oraz sterowanie pracą urządzeń zależnych od ilości ścieków dopływających do oczyszczalni ścieków.

  1. Technologia przeróbki osadów

Skratki:

Piasek:

Osad wstępny i nadmierny:

  1. Urządzenia i obiekty towarzyszące

odprowadzający ścieki oczyszczone, rurociągi tłoczne przetłaczające ścieki do komór biologicznych, rurociąg sprężonego powietrza, rurociągi osadu, rurociąg ścieków oczyszczonych do płukania prasy, kable zasilające i sterownicze,

  1. Spis rysunków

CZĘŚĆ OBLICZENIOWA

1.BILANS ŚCIEKÓW

Obliczenie charakterystycznych przepływów ścieków.

Przepływ Jednostka Rok 2014 Rok 2030
4900 7300
6860 10220
486 724
3600

*Współczynniki nierównomierności dobowej : Nd=1,4

godzinowej: Nh=1,7

2.ODBIORNIK ŚCIEKÓW OCZYSZCZONYCH I WYMAGANY STOPIEŃ OCZYSZCZENIA ŚCIEKÓW

2.1. Średni niski przepływ SNQ

Dla 2014r.


$$Q_{srd2014} = 0,057\frac{m^{3}}{s} < 0,1\frac{m^{3}}{s}$$


$$1\frac{m^{3}}{s} - 100\%$$

$0,057\frac{m^{3}}{s} - x_{2014}$


$$x_{2014\%} = \frac{0,057\frac{m^{3}}{s} \bullet 100\%}{1\frac{m^{3}}{s}} = 5,7\%$$

Dla 2030r.


$$Q_{srd2030} = 0,084\frac{m^{3}}{s} < 0,1\frac{m^{3}}{s}$$


$$1\frac{m^{3}}{s} - 100\%$$

$0,084\frac{m^{3}}{s} - x_{2030}$


$$x_{2014} = \frac{0,084\frac{m^{3}}{s} \bullet 100\%}{1\frac{m^{3}}{s}} = 8,4\%$$

2.2 Równoważna liczba mieszkańców


$$\text{RLM}_{\text{BZT}_{5}} = \frac{Q_{srd} \bullet C_{\text{BZT}_{5}}}{W_{\text{JBZT}_{5}}}$$


$$\text{RLM}_{\text{Z.O}} = \frac{Q_{srd} \bullet C_{\text{Z.O}}}{W_{\text{JZ.O}}}$$


$$\text{RLM}_{\text{ChZT}} = \frac{Q_{srd} \bullet C_{\text{ChZT}}}{W_{\text{JChZT}}}$$


$$\text{RLM}_{P} = \frac{Q_{srd} \bullet C_{P}}{W_{\text{JP}}}$$

$\text{RLM}_{N} = \frac{Q_{srd} \bullet C_{N}}{W_{\text{JN}}}$

Wskaźnik C Wj Qśrd2014 Qśrd2030 RLM2014 RLM2030
-
$$\frac{\mathbf{g}}{\mathbf{m}^{\mathbf{3}}}$$

$$\frac{\mathbf{g}}{\mathbf{M \bullet d}}$$

$$\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{d}}$$

$$\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{d}}$$
- -
BZT5 280 60 4900 7300 22867 34067
ChZTCr 690 120 28175 41975
Z.O. 320 70 22400 33371
P 4,2 1,8 11433 17033
N 25,5 11 11359 16923

Na podstawie obliczonej równoważnej liczby mieszkańców dla wskaźnika BZT5 w 2014 i 2030 r. oczyszczalnie kwalifikujemy do IV grupy oczyszczalni dla których RLM wynosi ( 15 000- 99 999).

Najważniejsze dopuszczalne wartości wskaźników lub minimalne procenty redukcji zanieczyszczeń przy RLM ( 15 000- 99 999).

Wskaźnik Jednostka Dopuszczalne wartości
lub min. % redukcji 15 lub 90
lub min. % redukcji 125 lub 75
Zawiesina ogólna lub min. % redukcji 35 lub 90
Fosfor ogólny lub min. % redukcji 2 lub 85
Azot ogólny lub min. % redukcji 15 lub 80

2.3 Efektywność oczyszczania

Wymagany stopień oczyszczenia określono na podstawie wzoru


$$\mathbf{\eta =}\frac{\mathbf{C}_{\mathbf{s}}\mathbf{-}\mathbf{C}_{\mathbf{o}}}{\mathbf{C}_{\mathbf{s}}}\mathbf{\bullet 100\%}$$

gdzie:

Cs – stężenie zanieczyszczeń na wlocie do oczyszczalni

Co – stężenie zanieczyszczeń na odpływie

Wskaźnik Jednostka Ścieki Wymagany stopień oczyszczenia [%]
Surowe Oczyszczone
pH 8.0-8.4 6.5 – 9.0
BZT5 280.0 15.0
ChZTCr 690.0 125.0
Zawiesina ogólna 320.0 35.0
P 4.2 2.0
N 25.5 15.0

3.BILANS ŁADUNKÓW ZANIECZYSZCZEŃ

Bilans ładunków zanieczyszczeń zawartych w ściekach dopływających do komory osadu czynnego oczyszczalni ścieków sporządzono dla wcześniej podanych wartości stężeń zanieczyszczeń i przepływów dobowych ścieków.


LBZT5=QSrdCBZT5


LChZTCr=QSrdCChZTCr


LZ.O=QSrdCZ.O


LP=QSrdCP


LN=QSrdCN

a) Rok 2014

ŁADUNEK ZANIECZYSZCZEŃ NA ROK 2014
Wskaźnik
BZT5
ChZTCr
Zawiesina ogólna
Fosfor ogólny
Azot ogólny

b) Rok 2030

ŁADUNEK ZANIECZYSZCZEŃ NA ROK 2030
Wskaźnik
BZT5
ChZTCr
Zawiesina ogólna
Fosfor ogólny
Azot ogólny

4.URZĄDZENIA TECHNOLOGICZNE (CZĘŚĆ MECHANICZNA)

4.1. Krata

4.1.1 Kanał przed kratą koszową

Wymiarowanie kanału dolotowego należy tak przeprowadzić, aby zapewnić przepływ ścieków z prędkością gwarantującą warunki samooczyszczania

(vmin > 0,6 $\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{s}}$)

Zachowanie takiego warunku wymaga doboru odpowiedniego spadku kanału, określanymi z następujących zależności:

Kanał dobrano na podstawie nomogramów do obliczania prostokątnych koryt ściekowych.

Przyjęto kanał o przekroju prostokątnym, szerokości B = 500mm i spadku

i = 2,5 ‰

a) Rok 2014

Przepływ - Q B i H v
- -
$$\frac{\mathbf{\text{dm}}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{s}}$$
mm m
$$\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{s}}$$

Qsrd
4900 57 500 0.0025 0.15 0.73

Qmaxd
6860 79 0.20 0.80

Qmaxh
486 135 0.27 0.90

Qmin
3600 42 0.13 0.69

b) Rok 2030

Przepływ - Q B I H V
- -
$$\frac{\mathbf{\text{dm}}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{s}}$$
mm m
$$\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{s}}$$

Qsrd
7300 85 500 0.0025 0.21 0.83

Qmaxd
10220 118 0.25 0.88

Qmaxh
724 201 0.40 1.00

Qmin
3600 42 0.13 0.69


Hmax = 0, 40 m


$$v_{\max} = 1,00\frac{m}{s} > 0,6\frac{m}{s}$$


Hmin = 0, 13 m


$$v_{\min} = 0,69\frac{m}{s} > 0,6\frac{m}{s}$$

Bkan≥Hmax


$$v_{\max} = 1,00\frac{m}{s} \leq 1,0\frac{m}{s}$$

Wszystkie parametry doboru koryta ściekowego mieszczą się w optymalnym zakresie. Dobieram koryto ściekowe B = 500 mm.

4.1.2 Krata koszowa

Objętość skratek

Przyjmuję prześwit między kratami b=25 mm i odczytuję wskaźnik jednostkowy : $W_{J} = 6,0\frac{\text{dm}^{3}}{M \bullet a}$


$$\mathbf{V}_{\mathbf{\text{skr}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\text{RLM}}_{\mathbf{\text{z.o}}}\mathbf{\bullet}\mathbf{W}_{\mathbf{J}}}{\mathbf{1000 \bullet 365}}$$

Rok 2014


$$V_{\text{skr}} = \frac{22400 \bullet 6,0}{1000 \bullet 365} = 0,37\frac{m^{3}}{d}$$

Rok 2030


$$V_{\text{skr}} = \frac{33371 \bullet 6,0}{1000 \bullet 365} = 0,55\frac{m^{3}}{d}$$

Kraty będą czyszczone mechanicznie ponieważ Vskr≥0,2 m3/d.

Powierzchnia czynna kraty koszowej

Liczba prześwitów


$$\mathbf{n =}\frac{\mathbf{Q}_{\max\mathbf{h}}}{\mathbf{b \bullet}\mathbf{H}_{\max\mathbf{k}}\mathbf{\bullet}\mathbf{v}_{\max\mathbf{k}}}$$

Rok 2014


$$n = \frac{0,14\frac{m^{3}}{s}}{0,025\ m \bullet 0,4\ m \bullet 1\frac{m}{s}} = 14\ sztuk$$

Rok 2014


$$n = \frac{0,202\frac{m^{3}}{s}}{0,025\ m \bullet 0,4\ m \bullet 1\frac{m}{s}} = 22\ sztuki$$

Prędkość przy przepływie średnim w prześwitach

a) dla Qśrd


$$\mathbf{v}_{\mathbf{sr}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{Q}_{\mathbf{srd}}}{\mathbf{n \bullet b \bullet}\mathbf{H}_{\mathbf{sr}}}$$


$$v_{sr2014} = \frac{0,057\frac{m^{3}}{s}}{22 \bullet 0,025m \bullet 0,15m} = 0,7\frac{m}{s}$$


$$v_{sr2030} = \frac{0,085\frac{m^{3}}{s}}{22 \bullet 0,025m \bullet 0,15m} = 1,03\frac{m}{s}$$

$v_{sr} \geq 0,7\frac{m}{s}$ zapobiega cofce

b) dla Qmin


$$v_{\min} = \frac{Q_{\min}}{h_{\min} \bullet B_{\text{kr}}} \geq 0,4\frac{m}{s}$$


$$v_{\min} = \frac{0,042\frac{m^{3}}{s}}{0,13m \bullet 0,5m} = 0,65\frac{m}{s}$$

Szerokość komory krat

Szerokość komory krat dla ustalonej liczby prześwitów n = 22 wyniesie przy założeniu grubości prętów kraty s = 0,01m:

a) wysokość strat przy przepływie przez kratę

Wielkość strat ciśnienia przy przepływie ścieków przez kratę na podstawie danych literaturowych przyjęto jako:

Długość rozszerzającego się odcinka kanału przed komorą krat

L1=$\frac{Bkr - B}{2tg \propto} = \frac{0,76m - 0,5m}{2tg60}$=0,075m

Długość zwężającej się części komory krat

L3=0,5∙L1=0,5∙0,075m=0,038m

L2=1,2 m

Długość komory krat

L=L1+L2+L3=0,075m+1,2m+0,038m=1,31m

gdzie:

L2-prostokątna część komory przed i za kratą, przyjęto z zakresu L2=1,1÷1,4[m]

Dobrano kratę koszową KK-500 firmy EKO- CELKON.

Wymiary podanej kraty koszowej : D= 500 mm , d=400 mm , h=600 mm ,

s= 25 mm.

Krata dodatkowa

Przewiduje się zamontowanie na obejściu zaprojektowanego kanału jedną kratę awaryjną czyszczoną ręcznie.

  1. Pompownia ścieków za krata koszową

Przyjęte założenia:

-czas zatrzymania t = 5 min ; (3-10)min

- średnica komory D= 3 m

Objętość komory pompowni


Vp = Qsrd • t


$$V_{p} = \frac{7300\frac{m^{3}}{d}}{24 \bullet 60} \bullet 5 = 25,34m^{3}$$

Wysokość komory


$$H = \frac{4 \bullet V_{p}}{\pi \bullet D^{2}}$$


$$H = \frac{4 \bullet {25,34m}^{3}}{\pi \bullet {3,0m}^{2}} = 3,58\ m$$

Przyjęto komorę o wymiarach D= 3m i H=3,6m (objętość komory V=25,43 m3).

4.3 Dobór pompy

Dla 2014 r.

Qmaxh=135 l/s .

Wysokość geometryczna

Hg=(1,5m+Wp+2m)∙1,5=(1,5m+3,1m+2m)∙1,5=9,9m

Wp=3,1m

Dobrano 2 pompy zatapialne firmy Grundfos Korpus 50 moc 13 kW

wydajność max. – 160 l/s ; wysokość podnoszenia max. – 10,2m

Dla 2030 r.

Qmaxh=201 $\frac{\text{dm}^{3}}{s}$ .

Wysokość geometryczna

Hg=(1,5m+Wp+2m)∙1,5=(1,5m+3,1m+2m)1,5=9,9m

Wp=3,1m

Dobrano 3 pompy zatapialne firmy Grundfos Korpus 50 moc 13 kW

4.2 Sitopiaskownik

Ilość piasku


$$W_{j} = 8\frac{\text{dm}^{3}}{M \bullet a}$$

b=15mm


$$\mathbf{V}_{\mathbf{P}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{RLM \bullet}\mathbf{W}_{\mathbf{j}}}{\mathbf{365 \bullet 1000}}$$


$$V_{P2014} = \frac{22400 \bullet 8\frac{\text{dm}^{3}}{M \bullet a}}{365 \bullet 1000} = 0,49\frac{m^{3}}{d}$$


$$V_{P2030} = \frac{33371 \bullet 8\frac{\text{dm}^{3}}{M \bullet a}}{365 \bullet 1000} = 0,73\frac{m^{3}}{d}$$

Ilość skratek


$$V_{\text{skr}} = \frac{RLM \bullet (W_{\text{jp}} - W_{\text{jskr}})}{365 \bullet 1000}$$


$$V_{P2014} = \frac{22400 \bullet (15 - 6)\frac{\text{dm}^{3}}{M \bullet a}}{365 \bullet 1000} = 0,55\frac{m^{3}}{d}$$


$$V_{P2030} = \frac{33371 \bullet \left( 15 - 6 \right)\frac{\text{dm}^{3}}{M \bullet a}}{365 \bullet 1000} = 0,82\frac{m^{3}}{d}$$

Dla 2014 r.

Dobrano 2 sitopiaskowniki typu SSP/80 firmy ECOFINN o Q=70 l/s dla Qmaxh=135 l/s .

Dla 2030 r.

Dobrano 3 sitopiaskowniki typu SSP/80 firmy ECOFINN o Q=70 l/s dla Qmaxh=201 l/s .

5.Osadnik wstępny

Wymagana objętość części przepływowych

Dla 2030 roku


Vp=QmaxhT

gdzie:

Qmaxh=724 $\frac{m^{3}}{h}$

T =1,5


$$V_{p} = 724\frac{m^{3}}{h} \bullet 1,5h = 1086\text{\ m}^{3}$$

Sumaryczna powierzchnia osadników w planie


$$\mathbf{\sum F =}\frac{\mathbf{24 \bullet}\mathbf{Q}_{\max\mathbf{h}}}{\mathbf{q}}$$

gdzie:

Qmaxh=724 $\frac{m^{3}}{h}$

Głębokość części przepływowej osadników mierzona w środku drogi przepływu

Całkowita głębokość osadnika mierzona w środku drogi przepływu

H=Hśr+hos+hk+ hwolna

H=2,5m+0,3m+0,4m+0,4m=3,6 m

Hśr – 1,5  ÷ 2, 5 m

hos – 0,3  ÷ 0, 4 m

hk – 0,4 ÷0, 5 m

hwolna – 0,3 ÷0, 5 m

Wymagana powierzchnia przekroju poprzecznego

Całkowita szerokość osadnika, ich liczba i szerokość jednego osadnika

Przyjęto 2 osadniki o szerokości każdego z nich B= 4,5 m, co powoduje, że sumaryczna powierzchnia przekroju poprzecznego wynosi ∑f’=22,5 m2,

Pozioma prędkość przepływu


$$v_{p}^{'} = \frac{Q_{\text{maxh}}}{3600 \bullet \sum f'} = \frac{724\frac{m^{3}}{h}}{3600 \bullet 22,5m^{2}} = 0,0089\ m/s$$

Długość osadnika

Wysokość całkowita przy wlocie

Wysokość całkowita przy wylocie

Sprawdzenie poprawności wymiarów, proporcji miedzy nimi oraz wartości liczby Reynoldsa i Froude’a

L=48,27 m > - war. spełniony

L/B=48,27/4,5=10,73>4- war. spełniony

L/Hsr=48,27/2,5=19,3 >15 - war. spełniony


$$\mathbf{Re =}\frac{\mathbf{V}_{\mathbf{P}}\mathbf{\bullet}\mathbf{R}_{\mathbf{h}}}{\mathbf{y}}\mathbf{\leq 12500}$$


$$R_{h} = \frac{B \bullet H_{sr}}{2 \bullet H_{sr} + B} = \frac{4,5m \bullet 2,5m}{2 \bullet 2,5m + 4,5m} = 1,18m$$


$$Re = \frac{0,01\frac{m}{s} \bullet 1,18m}{1,31 \bullet 10^{- 6}\frac{m^{2}}{s}} = 9008 \leq 12500$$

Warunek został spełniony


$$\mathbf{Fr =}\frac{\mathbf{v}_{\mathbf{p}}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{R}_{\mathbf{h}}\mathbf{\bullet g}}\mathbf{\geq}\mathbf{10}^{\mathbf{- 10}}$$


$$Fr = \frac{{(0,01\frac{m}{s})}^{2}}{1,18m \bullet 9,81\frac{m}{s^{2}}} = 8,64 \bullet 10^{- 6} \geq 10^{- 10}$$

Warunek został spełniony.

Pojemność i głębokość komory osadowej

Zaprojektowano komorę osadową umieszczoną przy wlocie do osadnika w kształcie odwróconego ostrosłupa ściętego o wymiarach górnej podstawy 4,5x4,5 [m] oraz dolnej podstawy 0,5x0,5 [m] przy pochyleniu ścian ostrosłupa α=60⁰.

-góra 4,5m x 4,5m ; dół 0,5m x 0,5m ; α=50o


$$h_{\text{os}} = \left( 4,5m - \frac{0,5m}{2} \right) \bullet tg50^{0} = 5,06m$$

Vos=(1/3)∙5,06∙(4,52+4,5∙0,5+0,52)=38,38m3

Doprowadzenie ścieków do osadnika

Zaprojektowano doprowadzenie ścieków w postaci wylotów typu Stengel.

Zakładając prędkość przepływu ścieków w otworach v=0,14 [m/s]

(vo = 0, 1 ÷ 0, 15 m/s), wymagana pow. otworów wyniesie:


$$\sum f_{o} = \frac{724\frac{m^{3}}{h}}{3600 \bullet 2 \bullet 0,14\frac{m}{s}} = 0,72m^{2}$$

Zakładając średnicę otworu 0,2 [m] liczba otworów wyniesie:


$$n_{0} = \frac{4 \bullet 0,72m^{2}}{3,14 \bullet {0,2}^{2}} = 23otwory/\ 1\ osadnik$$

Przy szerokości osadnika B=4,5 m rozstaw otworów w jednym rzędzie wzdłuż szerokości osadnika wyniesie:

e = $\frac{B}{L_{K} + 1}$ = b = $\frac{4,5m}{6 + 1}$ = 0,64 m

rozstaw między rzędami

b = $\frac{0,75 \bullet H}{L_{R} + 1}$ = $\frac{0,75 \bullet 3,6m}{4 + 1}\ $=0,54 m

Każdy z otworów będzie przysłonięty tarczą w kształcie czaszy kulistej o średnicy

k=1,5∙0,2m=0,3 m

Odsuniętej od ściany komory wlotowej na odległość k1=1,3∙0,2m=0,26m.

Odprowadzenie ścieków sklarowanych z osadnika

Obliczenia przeprowadzono dla osadnika przy przepływie ścieków Qmaxh=724m3/s i obciążeniu krawędzi poziomej przelewu qp=40 m3/m∙h.

Długość krawędzi przelewowych

Pogoda deszczowa


$$N_{k} = \frac{Q_{\max h}}{N \bullet B \bullet q}$$


$$N_{k} = \frac{724\frac{m^{3}}{h}}{2 \bullet 4,5m \bullet 40\frac{m^{3}}{mb \bullet h}} = 2,01$$


$$Q_{\text{h\ rzecz}} = \frac{724\frac{m^{3}}{h}}{2 \bullet 2,0 \bullet 4,5m} = 40,2\frac{m^{3}}{mb \bullet h}$$

Przy szerokości osadnika B=4,5 m zaprojektowano koryto dwustronnie zasilane, wyposażone w trójkątne przelewy Thomsona.

Pogoda sucha


$$\sum l_{p} = \frac{Q_{\max h}}{q}$$

Dla 1 osadnika

Ilość krawędzi przelewowych


$$N_{k} = \frac{Q_{\max h}}{N \bullet B \bullet q}$$


$$N_{k} = \frac{724\frac{m^{3}}{h}}{2 \bullet 4,5m \bullet 20\frac{m^{3}}{mb \bullet h}} = 4,02$$


$$Q_{\text{h\ rzecz}} = \frac{724\frac{m^{3}}{h}}{2 \bullet 4,0 \bullet 4,5m} = 20,1\frac{m^{3}}{mb \bullet h}$$

Możliwe do osiągnięcia efekty oczyszczania ścieków


$$\mathbf{\eta =}\frac{\mathbf{t}}{\mathbf{a + b \bullet t}}$$

w odniesieniu do BZT5


$$\eta_{BZT5} = \frac{1,5h}{0,018 + 0,02 \bullet 1,5h} = 31\%$$

w odniesieniu do zawiesin ogólnych


$$\eta_{\text{zo}} = \frac{1,5h}{0,0075 + 0,014 \bullet 1,5h} = 52,5\%$$

6. Osad czynny konwencjonalny


$$\frac{\mathbf{C}_{\mathbf{0}}\mathbf{-}\mathbf{C}_{\mathbf{k}}}{\mathbf{T \bullet}\mathbf{X}_{\mathbf{sr}}}\mathbf{= K \bullet}\mathbf{C}_{\mathbf{k}}$$


$$\mathbf{T =}\frac{\mathbf{C}_{\mathbf{0}}\mathbf{-}\mathbf{C}_{\mathbf{k}}}{\mathbf{K \bullet}\mathbf{X}_{\mathbf{sr}}\mathbf{\bullet}\mathbf{C}_{\mathbf{k}}}$$

Usunięcie BZT5 w części mechanicznej

C0=CBZT5∙(1-0,2)=280 gO2/m3·0,8 = 224 gO2/m3

Czas zatrzymania


$$T = \frac{224\frac{gO_{2}}{m^{3}} - 15\frac{gO_{2}}{m^{3}}}{3,5 \bullet 0,11 \bullet 15\frac{gO_{2}}{m^{3}}} = 36,19\ h$$

Pojemność komory osadu czynnego


V = T • Qsrd


$$V = \frac{36,19h}{24} \bullet 7300\frac{m^{3}}{h} = 11007m^{3} \approx 11010m^{3}$$

Jeżeli mamy układ trójciągowy

Objętość dla jednego reaktora

V = 11010m3 : 3 = 3670m3

Przyjmuję h = 5,5 m

Powierzchnia 1 reaktora

F = V : h = 3670m3 : 5, 5m = 667, 27m2

B =15 m

L = 44,48≈44,5m

Ładunek BZT5 dla Qśrd2030

ŁBZT5 = 2044kg/d = 85,17 kg/h

85,17kg/h·(1-0,2) = 68,14 kg/h

1kg BZT5 jest to 2÷2,5 kgO2

OC = 68,14 kg/h·2,4kgO2 = 163,54 kg O2/h

Sprawność napowietrzania drobnopęcherzykowego wynosi 2% na głębokość 0,305 m (stopa)

Głębokość czynna reaktora Hcz = 5,5m


$$\mathbf{OTE =}\frac{\mathbf{H}_{\mathbf{\text{cz}}}}{\mathbf{0,305\ m}}\mathbf{\bullet 2\%}$$


$$OTE = \frac{5,5m}{0,305\ m} \bullet 2\% = 36,06\%$$

1m3 powietrza zawiera 0,276 kgO2

Przy sprawności 36,06 % ilość wykorzystywanego tlenu z 1m3 powietrza wynosi :


$$0,276\frac{\text{kgO}_{2}}{m^{3}} \bullet 0,3606 = 0,099\frac{\text{kgO}_{2}}{m^{3}}$$

Zapotrzebowanie powietrza wynosi


$$\mathbf{Q}_{\mathbf{p}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\text{OC}}}{\mathbf{0,099}\frac{\mathbf{\text{kgO}}_{\mathbf{2}}}{\mathbf{m}^{\mathbf{3}}}}$$


$$Q_{p} = \frac{163,54\frac{\text{kgO}_{2}}{h}}{0,099\frac{\text{kgO}_{2}}{m^{3}}} = 1651,92\frac{m^{3}}{h} = 28\frac{m^{3}}{\min}$$

Obliczenie ilości dyfuzorów

Zapotrzebowanie powietrza na 1 ciąg


$$\frac{Q_{p}}{3} = \frac{1651,92\frac{m^{3}}{h}}{3} = 550,64\frac{m^{3}}{h}$$

Ilość dyfuzorów

Ndyf= 550,64 m3/h : 3 m3/h=184

Dla 1 dyfuzora przypada od 0-4m3/h Dyfuzory firmy Akwatech 240 PD

Jednostkowa powierzchnia przypadająca na jeden dyfuzor:

Fj=F/Ndyf= 667,27m2/184= 3,63 m2/dyf.

Obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń


$$\mathbf{A =}\frac{\mathbf{C}_{\mathbf{0}}\mathbf{\bullet Q}}{\mathbf{V \bullet}\mathbf{X}_{\mathbf{sr}}}$$


$$A = \frac{0,224\frac{\text{kg}O_{2}}{m^{3}} \bullet 7300\frac{m^{3}}{d}}{11010m^{3} \bullet 3,5} = 0,042\ kg\text{BZT}_{5}/kgsmd$$


$$\mathbf{A' =}\frac{\mathbf{C}_{\mathbf{0}}\mathbf{\bullet Q}}{\mathbf{V}}$$


$$A^{'} = \frac{0,224\frac{\text{kg}O_{2}}{m^{3}} \bullet 7300\frac{m^{3}}{d}}{11010m^{3}} = \frac{0,15kg\text{BZT}_{5}}{m^{3}d}$$

7.Osadnik wtórny

Założenia

Zawartość suchej masy osadu na dnie osadnika wtórnego

Zawartość suchej masy w osadzie powrotnym

Strumień osadu recyrkulowanego

Rok 2014

Rok 2030

Zawartość suchej masy w osadzie dopływającym do osadnika wtórnego

Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika objętością osadu

Wyznaczono na podstawie hydraulicznego obciążenia objętością osadu qV zgodnie ze wzorem:

Dla osadników o przepływie poziomych . Przyjęto zatem:

Wymagana powierzchnia osadnika

Dla 2014 r.

Dla 2030 r.

Przyjęto trzy osadniki o powierzchni 228każdy .

Wymiary L=37,8 m ; B=6,00 m każdy, w 2014r. pracuje dwa a w 2030r. pracują trzy.

Sprawdzenie obciążenia hydraulicznego powierzchni pojedynczego osadnika:

Rok 2030

≤ 1,6

Głębokość czynna osadnika

h1=0,50m

V=(ANB/3)∙H=(683m2/3)∙4,21m=958,48 m3

Sprawdzenie warunków hydraulicznych osadnika:

Warunek został spełniony.

Głębokość osadnika na dopływie i odpływie ścieków:

Zakładając spadek dna osadnika i=0,02 głębokość osadnika wyniesie:

Hp = Hc + (i  •  L)/2 = 4,21m + (0,02 • 37,8m)/2 = 4,59m

Hk = Hc - (i • L)/2 = 4,21m - (0,02•  37,8m)/2 = 3,83 m

Pojemność i głębokość komory osadowej

Zaprojektowano komorę osadową umieszczoną przy wlocie do osadnika w kształcie odwróconego ostrosłupa ściętego o wymiarach górnej podstawy 6x6 [m] oraz dolnej podstawy 1,0x1,0 [m] przy pochyleniu ścian ostrosłupa α = 40⁰÷60⁰.

hos=((6 – 1,0)/2)∙tg45o 5,5 m

Vos=(1/3)  • 5, 5• (62+61,0+1,02) = 78 m3

Doprowadzenie ścieków do osadnika

Zaprojektowano doprowadzenie ścieków w postaci wylotów typu Stengel.

Zakładając prędkość przepływu ścieków w otworach v=0,14 [m/s]

(vo = 0, 1 ÷ 0, 15 m/s), wymagana pow. otworów wyniesie:


$$\sum f_{o} = \frac{724\frac{m^{3}}{h}}{3600 \bullet 3 \bullet 0,14\frac{m}{s}} = 0,48m^{2}$$

Zakładając średnicę otworu 0,18 [m] liczba otworów wyniesie:


$$n_{0} = \frac{4 \bullet 0,48m^{2}}{3,14 \bullet {0,18m}^{2}} = 19otworow/\ 1\ osadn\text{ik}$$

Przy szerokości osadnika B=6,0 m rozstaw otworów w jednym rzędzie wzdłuż szerokości osadnika wyniesie:

e=6/19+1 = 0,3 m

Każdy z otworów będzie przysłonięty tarczą w kształcie czaszy kulistej o średnicy

k=1,5∙0,18m=0,27 m

Odsuniętej od ściany komory wlotowej na odległość k1=1,3∙0,18m=0,23m.

Odprowadzenie ścieków sklarowanych z osadnika

Obliczenia przeprowadzono dla osadnika przy przepływie ścieków Qmaxh=724m3/s i obciążeniu krawędzi poziomej przelewu qp=40 m3/m∙h.

Długość krawędzi przelewowych

Pogoda deszczowa


$$N_{k} = \frac{Q_{\max h}}{N \bullet B \bullet q}$$


$$N_{k} = \frac{724\frac{m^{3}}{h}}{3 \bullet 6m \bullet 40\frac{m^{3}}{mb \bullet h}} = 1$$


$$Q_{\text{h\ rzecz}} = \frac{724\frac{m^{3}}{h}}{3 \bullet 1,0 \bullet 6m} = 40\frac{m^{3}}{mb \bullet h}$$

Przy szerokości osadnika B=6 m zaprojektowano koryto jednostronnie zasilane, wyposażone w trójkątne przelewy Thomsona.

Pogoda sucha


$$\sum l_{p} = \frac{Q_{\max h}}{q}$$

Dla 1 osadnika

Ilość krawędzi przelewowych


$$N_{k} = \frac{Q_{\max h}}{N \bullet B \bullet q}$$


$$N_{k} = \frac{724\frac{m^{3}}{h}}{3 \bullet 6m \bullet 20\frac{m^{3}}{mb \bullet h}} = 2$$


$$Q_{\text{h\ rzecz}} = \frac{724\frac{m^{3}}{h}}{3 \bullet 2 \bullet 6m} = 20\frac{m^{3}}{mb \bullet h}$$

Zgarniacz w osadniku podłużnym

Zgarniacz taśmowy


$$\mathbf{t}_{\mathbf{\text{SR}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{I}_{\mathbf{B}}}{\mathbf{v}_{\mathbf{\text{SR}}}}$$


$$t_{\text{SR}} = \frac{37,80m}{100\frac{m}{h}} = 0,378h \approx 23min$$

Strumień zgarnianego osadu


$$\mathbf{Q}_{\mathbf{\text{SR}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{v}_{\mathbf{\text{SR}}}\mathbf{\bullet}\mathbf{b}_{\mathbf{\text{SR}}}\mathbf{\bullet}\mathbf{h}_{\mathbf{\text{SR}}}}{\mathbf{f}_{\mathbf{\text{SR}}}}$$


$$Q_{\text{SR}} = \frac{100\frac{m}{h} \bullet 6m \bullet 0,3m}{0,95} = 189,47\frac{m^{3}}{h}$$

Strumień osadu recyrkulowanego dla 1 osadnika


$$Q_{\text{RSW}} = \frac{1}{3} \bullet 724\frac{m^{3}}{h} \bullet 0,75 = 181\frac{m^{3}}{h}$$

8.Urządzenia technologiczne

Gospodarka osadowa

8.1 Osady z osadnika wstępnego

- efektywność zatrzymania zawiesin w OWS

- stężenie zawiesin w ściekach doprowadzanych do oczyszczalni

Qśrd2014=4900 m3/d

Qśrd2030=7300 m3/d

Z’- Ilość zawiesiny ogólnej doprowadzanej do OWS

Rok 2014

Z’= (50%×Z+50%×Zx60%)×70%=179,2g/m3

G1=

Rok 2030

Z’= (50%×Z+50%×Zx60%)×70%=179,2g/m3

G2=

Objętość osadów

z osadnika wstępnego

wilgotność osadów w=97,5%

Rok 2014


$$V_{p} = \frac{878,08}{10 \bullet (100 - 97,5)} = 35,12\ m^{3}/d$$

Rok 2030


$$V_{p} = \frac{1308,16}{10 \bullet (100 - 97,5)} = 48,59\ m^{3}/d$$

Osady z osadnika wtórnego

Qśrd2014=4900 m3/d

Qśrd2030=7300 m3/d

SBZT5=280g/m3 BZT5 ścieków doprowadzonych do bloku biologicznego,

∆mocz=0,6 kg $\frac{\text{sm}}{1kg\ \text{BZT}_{5}}$ jednostkowy przyrost osadu z przedziału 0,50-0,70 kgsm/kgBZT5

- sprawność części mechanicznej,

x’=(1-

Łzań2014=

Łzań2030=

G2014=1097,6kgBZT5/d ∙0,6 kg $\frac{\text{sm}}{1kg\ \text{BZT}_{5}}$ =658,56 kg s.m./d

G2030=1635,2kgBZT5/d ∙0,6 kg $\frac{\text{sm}}{1kg\ \text{BZT}_{5}}$ =981,12 kg s.m./d

Z osadnika wtórnego

wilgotność osadów w=99,2%


$$V_{p2014} = \frac{658,56}{10 \bullet (100 - 99,2)} = 82,32\ m^{3}/d$$


$$V_{p2030} = \frac{1226,4}{10 \bullet (100 - 99,2)} = 122,64\ m^{3}/d$$

G2014=878,08kg s.m./d +658,56 kg s.m./d=1536,64 kg s.m./d

G2030=1308,16 kg s.m./d +981,12 kg s.m./d= 2289,28 kg s.m./d

8.2 Zagęszczanie mechaniczne

smws= 2,5 %

smwt= 0,8 %

Wwst=97,5%

Wwt=99,2%

Ilość osadu zagęszczonego

=3% - zawartość suchej masy po zagęszczaniu,

2030=

W2030=100-sm2030=100-1,28%=98,72%

VOS 2014= 35,12[m3/d]+82,32[m3/d]=117,44[m3/d]

VOS 2030 = 48,59[m3/d]+122,64[m3/d]=171,23[m3/d]

Określono następujące ilości zagęszczanego osadu

Rok 2030

=3,04$\frac{m^{3}}{h}$

Ilość cieczy osadowej odprowadzonej do wewnętrznej kanalizacji oczyszczalni

Rok 2030

Przyjęto zagęszczacz bębnowo – firmy Danish Wastewater Equipment A/S

Model KD 30-10

Odprowadzenie odcieków

Przyjęto odprowadzenie odcieków przelewem pilastym o parametrach

q=40 m3/m h,

Wymagana wydajność zagęszczacza

przyjęto odprowadzenie odcieków na całym obwodzie zagęszczacza.

Prasa filtracyjna taśmowa

Czas pracy prasy filtracyjnej

Rok 2014

Rok 2030

Ilość osadów po opuszczeniu prasy

Rok 2014

Rok 2030

Przyjęto, że prasa odwadnia osady do 20% s.m.

Wydajność prasy

Rok 2014

Rok 2030

Prasa filtracyjna taśmowa MONOBELT firmy ECOFINN NP 12 CK

8.3 Wapnowanie osadów

Przyjęto, że osady będą poddawane działaniu CaO w ilości 200kgCaO/1000kg s.m. osadów.

Ilość CaO potrzebna do higienizacji

G2014=1536,64 kg s.m/d

G2030=2289,28 kg s.m/d

Rok 2014

Rok 2030

Zapas na 30 dni

Rok 2014

Rok 2030

Magazyn wapna

Magazynowanie wapna – gaszone luzem

Powierzchnia magazynowania wynika z wzoru:

przyjmuje

Wysokość składowania hS =

Gęstość nasypowa

Poletka osadowe

Przyjęto wysokość jednorazowej warstwy zalewowej h = 0,20 m

Powierzchnia wymagana:

Ap = $\frac{V_{p}}{0,2} = \frac{11,00}{0,2} =$ 55 m2

Przyjmuję 4 poletka o wymiarach:

B =4 m

L =3,5 m

Arz = 4 •14 = 56 m2

Dozowania wapna do odwodnionego osadu

Ilość dawkowanego wapna w ciągu godziny

Rok 2014

Rok 2030

Dobrano urządzenie do higienizacji osadów wapnem firmy EKOFINN MHIG-03 współpracującym z instalacją składającą się z prasy do odwadniania osadów oraz przenośnika ślimakowego transportującego odwodniony osad.

Wymiary (bez dozownika wapna): 1000x1000x1600 mm

Pojemność komory zasypowej:

Wydajność dozownika wapna: 12-70 kg/h

Moc zainstalowana, zasilanie: 0,5 kW, 400 V

8.4 Usuwanie fosforu w reaktorach

Stężenie fosforu przyswojonego przez osad czynny w ramach normalnych potrzeb metabolicznych

0,01 x (280 - 15) = 2,65 mg P /l

gdzie:

0,01 - ilość przyswojonego azotu przez osad czynny (w ramach normalnych potrzeb metabolicznych) na 1,0 g BZT5 USUNIĘTEGO, (przyjęto: 1%)

280 – stężenie BZT5 w ściekach do reaktora, w mg/ l

15 - stężenie BZT5 w ściekach oczyszczonych, w mg/ l

8.4 Dobór pompy pompowni ścieków

Dla 2014 r.

Qmaxh=135 l/s .

Wysokość geometryczna

Hg=(1,5m+Wp+2m)∙1,5=(1,5m+3,1m+2m)1,5=9,9m

Wp=3,1m

Dobrano 2 pompy zatapialne firmy Grundfos Korpus 50 moc 13 kW

96811031 S1.80.200.125.4.50E.S.244.R.N.D 50 Hz

wydajność max. – 160 l/s ; wysokość podnoszenia max. – 10,3m

Dla 2030 r.

Qmaxh=201 l/s .

Wysokość geometryczna

Hg=(1,5m+Wp+2m)*1,5=(1,5m+3,1m+2m)1,5=9,9m

Wp=3,1m

Dobrano 3 pompy zatapialne firmy Grundfos Korpus 50 moc 13 kW. 96811031 S1.80.200.125.4.50E.S.244.R.N.D 50 Hz . Wydajność max. – 160 l/s ; wysokość podnoszenia max. – 10,3m

8.5 Dmuchawy do napowietrzania

Wymagana ilość tlenu doprowadzonego do komór osadu czynnego z napowietrzaniem ciągłym dla 1 ciągu wynosi:

1651,92 m3/h : 3 = 550,64 m3/h

Wysokość strat ciśnienia

Na głębokości w komorze osadu czynnego ok. 5m H2O=500mBar

Na drodze do komory osadu czynnego 1m H2O= 100mBar

Straty (0,1±0,5) m H20 0,5m H20 = 50mBar

Sumaryczna wysokość strat 6,5m H2O= 650mBar

Dobrano dla Δp=650 mBar i Qp= 1651,92 m3/h dmuchawy.

Dobrano 3 podstawowe i 1 rezerwową dmuchawę firmy CompRot . Dmuchawy serii COMPACT. Wydajność od 1,5 do 97 m3/min. Nadciśnienie do 1000 mBar.

8.6 Dyfuzory natleniające

Projekt rusztu z dyfuzorami natleniającymi dla określonej wielkości i kształtu komór oraz wymaganego zapotrzebowania tlenowego

AKWATECH Przedsiębiorstwo Inżynierii Komunalnej Sp. z o.o.

specjalizującej się w realizacji niestandardowych rozwiązań, posiadającą pięć typów dyfuzorów dyskowych i dwa rodzaje dyfuzorów rurowych o różnym przeznaczeniu i o różnych możliwościach przepustowych powietrza.

Dla 1 dyfuzora przypada od 0-4m3/h Dyfuzory firmy Akwatech 240 PD

8.7 Pompy

Obliczeniowa wydajność pompy wynika z wartości strumienia QRSW dla 1 osadnika wtórnego, który wynosi:

dla roku 2030

Dobrano 3 pompy i jedną rezerwową - zatapialne pompy recyrkulacyjne firmy Grundfos SRP.18.30.806.08.5.0A.A o wydajności jednej pompy Q = 50,27 l/s i wysokości podnoszenia Hp = 0,91m

Obliczeniowa wydajność pomp: Q = 171,2 m3/d = 7,13 m3/h=1,98dm3/s

Dobrano dwie pompy podstawowe i jedną rezerwową firmy Meprozet typ NURT PZM - S 65 wydajności jednej pompy Q = 1,89dm3/s i wysokości podnoszenia Hp = 10,5m


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
projekt 04 01 10r na rm id 3979 Nieznany
Zarzdzanie personelem projek 04 (2)
Projekt 04 Wykład 4
ProjektKKa 04 Wartosci pochyle Nieznany
BO projekt 04, konstrukcje betonowe
projekt16 04 (2)
Zarzdzanie personelem projek 04
Projekt 04, inżynieria ochrony środowiska kalisz, a pwsz kalisz ioś, IV odpady i wytrzymalosc materi
projekt 04 01 10r na rm id 3979 Nieznany
BO projekt 04, Hala przemysłowa , Wyrównanie
ProjektKKa 04 Wartości pochylenia 000
2015 04 14 Dec nr KGP Ryczałt przedmioty wyposażenia projekt
Projektowanie PKM rysunki mechanizmu zapadkowego 23 04 2013
8 PROJEKTOWANIE SYSTEMÓW INFORMATYCZNYCH# 04 2013
04 projekt met analityczna
Projektowanie systemów 04 2013
Projektowanie PKM wcisk 13 04 2013 19 23

więcej podobnych podstron