Projektowanie bloku mechanicznego oczyszczalni ścieków.

1.Charakterystyka przepływu ścieków miejskich:

1. Średni dobowy przepływ ścieków miejskich:

Gdzie:

średni jednostkowy dopływ ścieków, wartość
z tematu projektu wynosi 196 dm³/Md;

liczba mieszkańców w okresie perspektywicznym, wartość LM z tematu projektu wynosi 14.200 M;

2. Średni godzinowy przepływ ścieków:

3. Maksymalny godzinowy przepływ ścieków:

;

współczynnik nierównomierności godzinowej ogólnej przepływu średniego dobowego ścieków bytowo -gospodarczych, wartość tego współczynnika została dobrana na podstawie tabeli 2-6 z książki [1];

;

4. Minialny godzinowy przepływ ścieków:

minimalny współczynnik nierównomierności godzinowej przepływu średniego dobowego ścieków bytowo -gospodarczych, wartość tego współczynnika została dobrana na podstawie tabeli 2-6 z książki [1];

2. Wytyczne do projektowania urządzeń oczyszczania mechanicznego w oczyszczalni ścieków.

Oczyszczanie mechaniczne opiera się na procesach fizycznych zachodzących w kolejnych urządzeniach, czyli: kratach, piaskowniku i osadniku wstępnym.

1. Kolektor doprowadzający ścieki do oczyszczalni:

Ścieki dopływają na oczyszczalnię kolektorem zamkniętym - kanałem podziemnym.

Wymiar kanału dobrałem z nomogramu dla kanałów kołowych betonowych na przepływ średni godzinowy z uwzględnieniem przepływów ekstremalnych: maksymalnego i minimalnego:

Tabela 1:Warunki doboru kolektora doprowadzającego ścieki.

Przepływ
Prędkość	Vmin≥ 0,6m/s	Vmax≤ 1,5m/s
Napełnienie	Hmin≥ 0,1m	Hmax= (0,6 - 0,8)D

Tabela 2: Dobór kanału.

Przepływ
Prędkość	0,7m/s	1,0m/s	1,2m/s
Spadek	5‰	5‰	5‰
Napełnienie	70mm	140mm	240mm
Kanał	300mm	300mm	300mm

Wybrałem kanał o średnicy D= 300mm. W kanale tym nie jest spełniony warunek na minimalne napełnienie kanału wynoszące 0,1 metra. Ponieważ jednak prędkość minimalna Vmin≥ 0,6m/s i wynosi 0,7 m/s to akceptuje napełnienie kanału wynoszące 0,07metra.

Spadek kanału wynosi 5‰ mimo iż mógł by wynosić 4‰. Wyboru takiego dokonałem po to by spełnić warunek na Hmax= (0,6 - 0,8)D. W takim przypadku muszę również założyć, że i spadek terenu wynosi 5‰.

Dobór kanałów o innych średnicach i typach (jajowe) nie był możliwy ze względu na przewymiarowanie kanału.

2. Kanał otwarty prowadzący ścieki po terenie oczeszczalni.

Dobieram prostokątne koryto ściekowe z nomogramów w załączniku III książki [2]. Wyboru dokonuje na przepływ średni godzinowy z uwzględnieniem przepływów ekstremalnych: minimalnego i maksymalnego.

Koryto ma spełniać warunki z tabeli 1.

Tabela 3: Dobór koryta otwartego

Przepływ
Prędkość	0,45m/s	0,6m/s	0,65m/s
Spadek	2,5‰	2,5‰	2,5‰
Napełnienie	100mm	270mm	500mm
Szerokść kanału	200mm	200mm	200mm

Wybrałem koryto ściekowe o szerokości B= 200mm. Prędkość dla przepływu minimalnego powinna być większa, ale nie mogę dotrzymać tego warunku, ponieważ nie ma mniejszych koryt ściekowych. Dobór większego koryta z typoszeregu nie jest możliwy ze względu na przewymiarowanie.

3. Dobór krat.

Kraty wybrałem na podstawie schematu obliczeniowego i typoszeregu krat zamieszczonego w książce [1].

Dobierane kraty są przeznaczone do oddzielania skratek ze ścieków miejskich przy:

-liczbie mieszkańców M=14200,

-

- maksymalnym napełnieniu przed kratami h = 500mm = 0,5m.

- przyjmuję szerokość prześwitów między prętami b = 10mm= 0,01m. Dobierane kraty będą zatem kratami gęstymi.

1. Objętość skratek dla ustalonych prześwitów (wg tabeli 6-1, książka [1] ) wynosi:

2. Dla maksymalnego dopływu
oraz związanego z nim napełnienia kanału ściekami przed kratą h = 500mm= 0,5m. Zakładam prędkość przepływu w przekroju krat V_K= 0,7 m/s.

Ogólną liczbę prześwitów n liczę ze wzoru:

3. Dla ustalonej liczby prześwitów n oraz grubości prętów s = 0,01m obliczam całkowitą szerokość komory krat B ze wzoru:

W rozwiązaniu projektowym przyjmuję kratę łukową typu KŁ-400 z typoszeregu krat łukowych. Dodatkowo oczyszczalnia wyposażona zostaje w taką samą kratę zapasową.

Ponieważ szerokość rzeczywista krat nie różni się od szerokości obliczeniowej o więcej niż 10% to w dalszych obliczeniach zakładam, że prędkość rzeczywista jest równa obliczeniowej.

4. Stratę wysokości zwierciadła przy przepływie ścieków przez kratę h_K zwiększoną współczynnikiem K z uwagi na opory wywołane zatrzymywanymi skratkami, obliczam ze wzoru:

Gdzie:

K = 4;

=1,83 ;

zatem:

Za komorą krat przyjmuje obniżenie dna kanału o 0,18 m.

1. Dobór piaskownika.

Wybieram piaskownik o przepływie poziomym na podstawie przykładu obliczeniowego zawartego w książce [2].

1. W celu zachowania stałej prędkości w piaskowniku w przedziale 0,25 - 0,35 m/s należy dobrać kanał zwężkowy Venturiego. Doboru dokonuje z nomogramu w książce [2] na średni przepływ godzinowy z uwzględnieniem przepływów ekstremalnych: maksymalnego i minimalnego:

Wybrałem koryto Venturiego numer 9 o szerokości przewężenia B₂ = 0,16m. Wysokość napełnienia ścieków przed zwężką na podstawie nomogramu dla
wynosi H = 0,36 m.

Współczynnik zwężki liczę ze wzoru:

;

2. Szerokość piaskownika liczęze wzoru:

Gdzie y = H.

Dla H_max= 0,36m B = x = 0,78 * 0,36 = 0,47m. Ponieważ B <<0,9m to przyjmuje jedną komorę piaskownika. W tym przypadku do wzoru na szerokość piaskownika wstawiam k = 1,96.

3. Rozwiązanie kształtu piaskownika.

Kształt piaskownika buduję dla 5 przepływów, tzn.
oraz dwóch zbliżonych do wcześniejszych. Powstały na wykresie paraboliczny kształt piaskownika aproksymuje prostą.

Tabela 4: Rozwiązanie kształtu piaskownika.

Qobl [m^3/s]	H (y) [m]	H^1/2 y^1/2	x = B = 1,57y^1/2	½ B (x)
0,06765	0,36	0,60	0,942	0,471
0,04500	0,27	0,52	0,816	0,408
0,03221	0,24	0,49	0,769	0,385
0,01500	0,15	0,38	0,596	0,298
0,00902	0,10	0,32	0,502	0,251

Na podstawie tabeli 4 sporządziłem wykres 1 na którym to przekrój paraboliczny zastępuje przekrojem trapezowym. Dla szerokości kinety zbierającej piasek B₁= 0,26m rzeczywiste prędkości przepływu ścieków przez piaskownik wynoszą:

Tabela 5: Prędkości przepływu przez piaskownik dla określonych przepływów.

Qobl [m^3/s]	Przekrój przepływowy, m^2	V [m/s]
0,06765		0,32
0,04500		0,32
0,03221		0,28
0,01500		0,25
0,00902		0,25

Przyjęta szerokość komory piaskownika B = 0,93m.

W zaprojektowanym piaskowniku prędkości przepływu mieszczą się w zadanym przedziale 0,25 - 0,35 m/s.

4. Długość piaskownika:

Wyznaczenie długości piaskownika wykonałem na podstawie wzoru z książki [2]:

Gdzie:

1. powierzchnia rzutu piaskownika,

2. szerokość piaskownika,

Wartość A liczę ze wzoru:

V₀ - obliczeniowa prędkość opadania ziarn piasku o d = 0,16m wynosząca według Kalbskopfa 0,0044 m/s,

L wynosi zatem:

4. Dobór osadnika wstępnego.

---