| | | | |
|
РУБРИКИ |
|
Диплом: Водоотведение поселка Песочное с доочисткой сточных вод |
|
РЕКЛАМА |
|
|
|
|
Диплом: Водоотведение поселка Песочное с доочисткой сточных вод
/td> |
Расчетная схема полураздельной системы водоотведения приведена на рис.1.4
Рис.1.4. Схема общесплавного коллектора полураздельной канализации
Исходные данные для расчета главных параметров полураздельной системы
водоотведения.
Исходными данными для расчета являются:
- число разделительных камер;
- массив дополнительных среднесекундных расходов бытовых и
производственных сточных вод в уличных коллекторах перед разделительными
камерами, л/с.
В данном дипломном проекте среднесекундные расходы определены по графику. Так
как расчетный расход, согласно [1] определяется по формуле:
qрасч = kобщ * qср, л/с
то, отложив по оси абсцисс среднесекундные расходы, а по оси ординат - расчетные
расходы сточных вод, строим графическую зависимость kобщ = f (q
ср) используя табл.2 [1].
таблица 1.15
Средний расход сточных вод qср, л/с | 5 | 50 | 100 | 300 | 500 |
Общий коэффициент неравномерности kобщ | 2.5 | 1.7 | 1.6 | 1.55 | 1.5 |
Расчетный расход сточных вод qрасч, л/с | 12.5 | 85 | 160 | 465 | 750 |
Тогда, зная расчетный расход по результатам гидравлического расчета бытовой сети
водоотведения на ЭВМ, по графику определяем среднесекундный расход Qб
;
- массив дополнительных расчетных расходов дождевых вод в уличных
коллекторах перед разделительными камерами, л/с, определен по результатам
гидравлического расчета дождевой сети водоотведения на ЭВМ для разделительной
камеры №1. Для остальных разделительных камер - пропорционально площадям F
бассейна стока (Qp);
- массив длин участков главного коллектора, м, определен по плану поселка
(лист 1) - L;
- массив средних глубин заложения участков главного коллектора, Hкол, м;
- массив площадей F бассейна стока, с которых отводятся поверхностные
сточные воды к разделительным камерам, га, определен на основании разбивки
бассейна на площади стока;
- массив продолжительностей расчетного дождя для дождевых коллекторов,
примыкающих к разделительным камерам, мин, определен по результатам
гидравлического расчета дождевой сети водоотведения на ЭВМ для разделительной
камеры №1. Для остальных камер - пропорционально длине самого протяженного
дождевого коллектора, примыкающего к данной разделительной камере;
- Lк - концентрация загрязнений в бытовых сточных водах, мг/л
(БПК, взвешенные вещества, нефтепродукты);
- Lкп - концентрация загрязнений в поверхностных водах, мг/л;
- Aк - допустимый сброс загрязнений, мг/л;
- коэффициент стока FSI;
- среднегодовое количество жидких атмосферных осадков, мм/год;
- средний слой весеннего стока, Hвс, мм;
- суточное количество атмосферных осадков, Hсут, мм;
- SIGMA - удельная величина ущерба от сброса загрязненных сточных вод в
водоем, руб/тыс.м3;
- Tоп - время опорожнения регулирующих резервуаров;
- A1 - стоимостной коэффициент, учитывающий стоимость
строительства разделительных камер и ливнеотводов;
- средняя глубина заложения отводящего коллектора, м;
- длина отводящего коллектора после регулирующих резервуаров.
Таблицы исходных данных и результатов приведены.
Расчеты произведены по четырем вариантам:
- полураздельная система водоотведения с ограничением степени очистки до
5 мг/л;
- полураздельная система водоотведения без ограничения степени очистки;
- полная раздельная система водоотведения (заданы коэффициенты
разделения, равные 0);
- общесплавная система водоотведения (заданы коэффициенты разделения,
равные 1).
После реконструкции на очистные сооружения от населенного пункта и
железнодорожной станции будет поступать зарегулированный расход равный 500.88
л/с, из которых 255.24 л/с - производственно-бытовые стоки, а поверхностный
сток от поселка составит: 500.88 - 255.24 = 245.64 л/с.
Среднечасовой расход дождевых вод составит:
245.64 * 3.6 = 884.3 м3/ч
В сутки от поселка на ОС поступит 884.3 * 24 = 21223.3 м3 дождевых вод.
Во время расчетного дождя от МОС ж.д. станции на главные ОС поступает 4126.8 м
3/сут.
Итого поступление сточных вод на ОС во время расчетного дождя составит:
13775.72 + 21223.3 + 4126.8 = 38083.6 м3/сут.
В год на ОС поступит 13901 тыс.м3 стоков, тогда как до реконструкции
годовой объем очищаемых СВ составлял 5028 тыс.м3/год.
Итак годовой прирост мощности ОС составит: 13901 - 5028 = 8873 тыс.м3
/год, а средний прирост суточной мощности:
Qср’ - Qср = 13901/365 - 5028/365 = 38.08 - 13.78 = 24.3 тыс.м3/сут.
МЕСТНЫЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
2.1. Дождевая сеть.
В соответствии с современными санитарными требованиями об охране водоемов от
загрязнений в проекте предусматривается устройство дождевой сети
водоотведения на территориях локомотивного депо, грузового двора,
материального склада и склада дизельного топлива.
Эти зоны характеризуются относительно большим загрязнением территории,
спланированной поверхностью земли и отличаются высокой степенью
благоустройства. Общая территория, охваченная дождевой сетью, составляет
примерно 15% от всей площади железнодорожной станции. Отвод дождевой воды с
территории локомотивного депо, грузового двора и склада дизельного топлива
осуществляется по подземной сети с последующим подключением их к закрытому
коллектору или по подземной сети.
Материал труб дождевой сети выбран с учетом агрессивности грунтовых и сточных
вод, прочностных характеристик и т.д. на станции использованы железобетонные,
а под железнодорожными путями - чугунные трубы.
Для снижения и выравнивания расходов дождевых вод, поступающих на местные
очистные сооружения, на дождевой сети установлены регулирующие резервуары
[1]. Опорожнение резервуаров производится в течение 24 часов после выпадения
расчетного дождя. Зарегулированные по расходу и составу дождевые сточные воды
поступают в дождевую сеть железнодорожной станции и далее направляются на
МОС.
2.1.1. Расчетные расходы дождевых сточных вод.
Регулирующие резервуары, согласно [1], расположены перед отводным дождевым
коллектором, в который по трубопроводу поступают дождевые воды с территории
водосбора (локомотивное депо, грузового двора, материального склада и склада
дизельного топлива).
Емкость регулирующих резервуаров дождевых вод определена по формуле, м3:
Wрег = Wmax + Wср,
Wmax = 10 * Hmax * y * F,
Wср = 10 * Hср.сут * y * F,
откуда:
Wрег = 10 * (Hmax + Hср.сут) * y * F, м3 (2.1)
где Hср.сут - среднесуточное количество осадков, мм; принимается по заданию;
Hср.сут - максимальное количество осадков, мм; принимается по заданию;
y - общий коэффициент стока; принят y = 0.5;
F - площадь объекта, с территории которого собирается дождевой сток (площадь
водосбора), га; для грузового двора и склада дизельного топлива F принята
равной всей занимаемой ими площади; для локомотивного депо - с учетом полосы
примыкания по периметру шириной 20...30 м.
С целью удобства эксплуатации системы водоотведения для каждого объекта, с
территории которого собирается дождевой сток, устраиваются два железобетонных
сборных прямоугольных резервуара емкостью по 0.5 * Wрег, м3
.
На территории локомотивного депо суммарная емкость регулирующих резервуаров
составит:
Wрег.л.д = 10 * (18 + 1.42) * 0.5 * 7 = 679.7 м3.
Приняты к установке два резервуара W = 340 м3 каждый.
На территории склада дизельного топлива суммарная емкость регулирующих
резервуаров составит:
Wрег.скл. = 10 * 19.42 * 0.5 * 5 = 485.5 м3
Приняты к установке два резервуара W = 243 м3 каждый.
На территории материального склада
Wрег.мат = 10 * 19.42 * 0.5 * 7.1 = 689.4 м3
На территории грузового двора суммарная емкость регулирующих
резервуаров составит:
Wрег.г.д = 10 * 19.42 * 0.5 * 23.4 = 2272.1 м3
Приняты к установке два резервуара Wрег.д = 1136 м3 каждый.
Суточный зарегулированный расход дождевых сточных вод от железнодорожной станции
равен суммарному объему регулирующих резервуаров, собирающих поверхностные воды
с территорий локомотивного депо (Wрег.л.д), грузового двора (W
рег.г.д) материального склада (Wрег.мат) и склада дизельного
топлива (Wрег.скл.), м3/сут:
Qсут.д.в = Wрег.л.д + Wрег.г.д + Wрег.мат + Wрег.скл. (2.2)
Qсут.д.в = 679.7 + 2272.1 + 689.4 + 485.5 = 4126.8 м3/сут.
Эти сточные воды равномерно в течение суток поступают из регулирующих
резервуаров в дождевую сеть водоотведения железнодорожной станции.
Расчетные секундные расходы дождевых сточных вод с территорий локомотивного депо
(qл.д), грузового двора (qг.д), материального склада (q
мат) и склада дизельного топлива (qскл) составляют, л/с:
Wрег.л.д 679.7
qл.д = ¾¾¾¾ =
¾¾¾¾ = 7.9 л/с; (2.3)
3.6 * Tо 3.6 * 24
Wрег.г.д 2272.1
qг.д = ¾¾¾¾ =
¾¾¾¾ = 26.3 л/с; (2.4)
3.6 * Tо 3.6 * 24
Wрег.мат 689.4
qмат = ¾¾¾¾ =
¾¾¾¾ = 8 л/с; (2.5)
3.6 * Tо 3.6 * 24
Wрег.скл 485.5
qскл = ¾¾¾¾ =
¾¾¾¾ = 5.6 л/с, (2.6)
3.6 * Tо 3.6 * 24
где Tо - продолжительность опорожнения регулирующих резервуаров;
принимается Tо = 24 ч.
2.1.2. Гидравлический расчет дождевой сети.
Гидравлический расчет дождевой сети в данном проекте произведен только за
регулирующими резервуарами для определения диаметра и глубины заложения
коллектора на подходе к МОС.
Наименьший диаметр внутриплощадочной дождевой сети принят 200 мм. Наполнение
труб назначается полным. В соответствии с расчетными расходами, л/с,
определенными по формулам (3), (4), (5), и рельефом местности по таблицам [8]
подбираются при полном наполнении диаметры и уклоны труб, а также
определяются скорости движения стоков в трубопроводе на расчетных участках
сети.
Начальная глубина заложения дождевого коллектора за регулирующими
резервуарами зависит от рельефа местности, параметров дождевой сети на
территории водосбора, объема и размеров резервуаров, условий промерзания
грунта, механической прочности труб и определяется в процессе проектирования
сети; в данном проекте эта величина принята в пределах 2 м.
Гидравлический расчет дождевой сети железнодорожной станции производится в
таблице 2.1.
2.2. Производственная сеть.
Источниками производственных сточных вод в локомотивном депо являются обмывка
смотровых канав, наружная обмывка локомотивов, спуск воды из нагрузочных
реостатов, гальванических ванн, системы охлаждения тепловозов, мытье
производственных помещений, стирка спецодежды и др.
Основными загрязнителями производственных сточных вод являются нефтепродукты,
минеральная и органическая взвесь (взвешенные вещества). Кроме того, в стоках
могут присутствовать щелочи, кислоты, ПАВ, соли хрома и др.
Очистные сооружения депо запроектированы в расчете на прием сточных вод от
всех источников и очистку их от нефтепродуктов и взвешенных веществ за
исключением охлаждающей воды, моющих растворов и стоков гальванического цеха.
Для охлаждения воды и моющих растворов предусматривают локальные оборотные
системы, из которых воду выпускают на местные очистные сооружения только при
продувке или опорожнении перед ремонтом.
В настоящем проекте принята единая производственная сеть, в которую поступают
сточные воды от обмывки стойл депо, наружной обмывки локомотивов, реостатных
испытаний тепловозов, промывки товарных вагонов.
Локальные оборотные системы локомотивного депо в проекте не рассматриваются.
2.2.1. Расчетные расходы производственных сточных вод.
Определение расчетных расходов производственных сточных вод локомотивного
депо произведено в п.1.
2.2.2. Гидравлический расчет производственной сети.
Гидравлический расчет производственной водоотводящей сети произведен с учетом
нормативных требований о допустимых наименьших диаметрах и уклонах труб,
расчетных наполнениях трубопроводов и скоростей движения сточных вод в них
[1].
Согласно [1], наименьший диаметр производственной внутриплощадочной сети
водоотведения принят 150 мм.
Начальная глубина заложения производственной сети принята максимальной из
следующих условий:
- промерзание грунта
Hнач = Hпр - 0.3 = 1.4 - 0.3 = 1.1 м;
- механическая прочность
Hнач = 0.7 + d = 0.7 + 0.15 = 0.85 м;
- подключение выпуска от смотровых канав
Hнач = 2.2 м.
Гидравлический расчет производственной сети водоотведения железнодорожной
станции производится аналогично расчету бытовой водоотводящей сети [6].
2.3. Бытовая сеть.
Бытовые и душевые сточные воды с территории железнодорожной станции, минуя
МОС, подаются в городскую сеть водоотведения.
Для этой цели предусмотрена отдельная бытовая сеть водоотведения. В нее
сбрасываются бытовые и душевые сточные воды от помещений локомотивного депо,
оборудованных бытовыми санитарными приборами.
Бытовые сточные воды от объектов железнодорожной станции, находящихся вблизи
населенного пункта (пассажирского здания, дома отдыха локомотивных бригад) по
кратчайшему пути отводятся в городскую сеть водоотведения.
Бытовая сеть водоотведения устроена из керамических труб, под
железнодорожными путями - из чугунных труб.
2.3.1. Расчетные расходы бытовых сточных вод.
Расходы бытовых сточных вод определены в п.1.
2.3.2. Гидравлический расчет бытовой сети.
Гидравлический расчет бытовой водоотводящей сети выполнен вместе с расчетом
поселковой сети в п.1.
Гидравлический расчет дождевой и производственной канализации железнодорожной
станции.
Таблица 2.2
| № | расч расх. | дли- на | диам труб | ск-ть дв. | на- полн | уклон трубы, | пад. дна | ОТМЕТКИ | глубина заложения |
| уч. | q, | уч. l, | d, | ст.в., | h/d | iтр | тр. | пов-ти земли | шелыги трубы | дна трубы | дна тр., м |
| л/с | м | мм | м/с | | | i´l, м | нач | кон | нач | кон | нач | кон | нач | кон |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
ДОЖДЕВАЯ СЕТЬ |
| 1-3 | 26.3 | 710 | 250 | 0.71 | 0.7 | 0.003 | 2.13 | 68.27 | 68.29 | 66.52 | 64.39 | 66.27 | 64.14 | 2 | 4.15 |
| 2-3 | 5.6 | 165 | 200 | 0.63 | 0.33 | 0.006 | 0.99 | 68.34 | 68.29 | 66.54 | 65.55 | 66.34 | 65.35 | 2 | 2.94 |
| 3-9 | 31.9 | 100 | 250 | 0.7 | 1 | 0.0032 | 0.32 | 68.29 | 68.32 | 64.39 | 64.07 | 64.14 | 63.82 | 4.15 | 4.5 |
| 4-9 | 8 | 50 | 200 | 0.6 | 0.44 | 0.004 | 0.2 | 68.35 | 68.32 | 66.55 | 66.35 | 66.35 | 66.15 | 2 | 2.17 |
| 5-8 | 7.9 | 100 | 200 | 0.6 | 0.44 | 0.004 | 0.4 | 68.41 | 68.40 | 66.61 | 66.21 | 66.41 | 66.01 | 2 | 2.39 |
ПРОИЗВОДСТВЕННО - ДОЖДЕВАЯ СЕТЬ |
| 6-7 | 6.58 | 315 | 150 | 0.62 | 0.6 | 0.005 | 1.58 | 68.21 | 68.33 | 66.16 | 64.58 | 66.01 | 64.43 | 2.2 | 3.9 |
| 7-8 | 13.17 | 100 | 200 | 0.68 | 0.6 | 0.004 | 0.4 | 68.33 | 68.40 | 64.58 | 64.18 | 64.38 | 63.98 | 3.95 | 4.42 |
| 8-9 | 21.07 | 225 | 250 | 0.68 | 0.6 | 0.003 | 0.68 | 68.40 | 68.32 | 64.18 | 63.5 | 63.93 | 63.25 | 4.47 | 5.07 |
| 9-10 | 60.97 | 65 | 350 | 0.89 | 0.67 | 0.003 | 0.2 | 68.32 | 68.29 | 63.5 | 63.3 | 63.15 | 62.95 | 5.17 | 5.34 |
ПОСЛЕ МОС В ПОСЕЛКОВУЮ СЕТЬ |
| 11-14 | 12.19 | 415 | 250 | 0.59 | 0.44 | 0.003 | 1.25 | 68.50 | 68.20 | 67.65 | 66.40 | 67.40 | 66.15 | 1.1 | 2.05 |
| 12-13 | 2.73 | 200 | 150 | 0.6 | 0.32 | 0.008 | 1.6 | 68.33 | 68.21 | 67.38 | 65.78 | 67.23 | 65.63 | 1.1 | 2.58 |
| 13-14 | 5.46 | 120 | 150 | 0.63 | 0.48 | 0.006 | 0.72 | 68.21 | 68.20 | 65.58 | 64.86 | 65.43 | 64.71 | 2.58 | 3.49 |
| 14-15 | 17.65 | 240 | 250 | 0.65 | 0.53 | 0.003 | 0.72 | 68.20 | 67.70 | 64.86 | 64.14 | 64.61 | 63.89 | 3.59 | 3.81 |
| | | | | | | | | | | | | | | | |
2.3.3. Определение суточного расхода сточных вод,
поступающих на местные очистные сооружения.
Для определения суточного расхода сточных вод, поступающих на местные
очистные сооружения, и режима их притока в течение суток составлена сводная
таблица притока стоков на МОС.
По результатам расчета, полученным в таблице 2.1, определяется
производительность местных очистных сооружений: Qмос = 4291.6 м
3/сут, Qч.max = 186.71 м3/ч.
2.3.4. Определение концентрации загрязнений в сточных водах.
При проектировании местных очистных сооружений, кроме расчетных расходов
сточных вод, необходимо знать концентрацию загрязнений в стоках по
лимитирующим показателям. Обычно лимитирующими видами загрязнений в сточных
водах железнодорожной станции являются нефтепродукты и взвешенные вещества.
Концентрации нефтепродуктов и взвешенных веществ в сточных водах, поступающих
на МОС, в период выпадения расчетного дождя и после него (при опорожнении
регулирующих резервуаров), составляет:
по нефтепродуктам å (Kiнп * Qi)
Kсмнп = ¾¾¾¾¾¾,
(2.7)
å Qi
где Kiнп - концентрация нефтепродуктов в производственных
и дождевых сточных водах, мг/л;
Qi - суточный расход производственных и дождевых сточных вод, м3
/сут (табл. 3.1).
300 * 81 + 20 * 0.4 + 400 * 3.4 + 400 * 80 + 50 * 4126.8
Kсмнп =
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
= 61.45 мг/л
4291.6
по взвешенным веществам
å(Kiвв * Qi)
Kсмв.в = ¾¾¾¾¾¾,
(2.8)
å Qi
где Kiв.в - концентрация взвешенных веществ в
производственных и дождевых сточных водах, мг/л;
300 * 81 + 200 * 0.4 + 400 * 3.4 + 400 * 80 + 100 * 4126.8
Kсмв.в =
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
= 109.61 мг/л.
4291.6
Эффект очистки сточных вод определяется по зависимости:
Ксмнп - Кдопнп 61.45 - 20
Э = ¾¾¾¾¾ * 100% =
¾¾¾¾ * 100 = 67.45%
Ксмнп 61.45
2.3.5. Определение необходимой степени очистки сточных вод.
В данном проекте необходимая степень очистки сточных вод определяется из двух
условий.
При сбросе стоков в городскую сеть водоотведения необходимая степень очистки
определяется из условия, что концентрация лимитирующего загрязнения
(нефтепродуктов) в смеси сточных вод, поступающей на городские очистные
сооружения не превышала установленной местными органами Водоканала
нормативной величины [4]. С учетом этого концентрация нефтепродуктов в
сточных водах после МОС железнодорожной станции определяется по зависимости,
мг/л:
Kгоснп * (Qсбр.ж.д + Qгор) - Kгорнп * Qгор
Kостнп =
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾,
(2.9)
Qсбр.ж.д
где Kостнп - остаточная концентрация нефтепродуктов в
очищенных на МОС производственно-дождевых стоках, мг/л;
Kгоснп - допустимая концентрация нефтепродуктов в смеси
сточных вод, поступающих на городские очистные сооружения; принята с учетом
конкретных условий 10 мг/л;
Qсбр.ж.д - часть расхода очищенных производственно-дождевых сточных
вод железнодорожной станции, не используемых в обороте и сбрасываемых в
городскую сеть водоотведения; в экстремальных ситуациях сбрасывается весь
расход, т.е. Qсбр.ж.д = Qмос, м3/сут;
Qгор - расход сточных вод города, м3/сут;
Kгорнп - концентрация нефтепродуктов в городских сточных водах, мг/л.
10 * (4320.36 + 54000) - 3 * 54000
Kостнп =
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
= 97.49 мг/л
4320.36
Кроме того, необходимая степень очистки сточных вод на МОС может быть
определена из условия оптимального варианта использования очищенной воды в
оборотной системе водоснабжения железнодорожной станции.
Процент использования очищенной воды в обороте определяется на основании
технико-экономических расчетов, учитывающих стоимость водопроводной воды,
используемой на производственные нужды, затраты на очистку воды, а также
экономический и экологический ущерб от сброса очищенных сточных вод в
городскую сеть водоотведения или водоем. Минимальная сумма этих затрат
определяет оптимальный процент использования очищенной воды в обороте, т.е.
Z = Пмос + Свод + Yсб ® min, (2.10)
где Пмос - приведенные затраты на строительство и эксплуатацию МОС,
тыс.руб./год;
Свод - стоимость водопроводной воды, потребляемой на производственные
нужды, тыс.руб./год;
Yсб - ущерб от сброса сточных вод, очищенных на МОС, в городскую сеть
водоотведения (или в водоем), тыс.руб./год.
Приведенные результаты могут быть ориентировочно определены по зависимости,
тыс.руб./год:
0.29 -0.391
Пмос = 63.8 * Qч.max * Kостнп, (2.11)
где Qч.max - максимальный часовой расход сточных вод,
поступающих на МОС (табл. 3.1), м3/ч;
Kостнп - остаточная концентрация нефтепродуктов в
очищенной на МОС сточной воде, используемой для различных производственных
процессов железнодорожной станции, мг/л; принимается по таблице 3.2.
Для решения этого вопроса составляется балансовая схема использования воды на
различные производственные нужды железнодорожной станции (рис. 2.1).
В соответствии с балансовой схемой часть производственных процессов (ПР1
) использует водопроводную воду, другая часть процессов (ПР2) может
использовать очищенную сточную воду из оборотной системы.
Допустимая остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной воде,
используемой для различных производственных процессов, определяется
существующими нормативами и принимается по данным [4] или в соответствии с
требованиями технологов предприятия. Значения этой величины для некоторых
производственных процессов железнодорожной станции представлены в таблице
2.2.
таблица 2.2
| Производственные процессы | Qсут.пр, м3/сут | Kостнп, мг/л |
| Обмывка стойл локомотивного депо | 81 | 50 |
| Наружная обмывка локомотивов | 0.4 | 20 |
| Реостатные испытания тепловозов | 3.4 | 5 |
| Промывка товарных вагонов | 80 | 5 |
| 164.8 | ¾ |
В соответствии с рис.2.1 и табл.2.2 возможны четыре варианта устройства
оборотной системы водоснабжения.
1-й вариант: оборотная система водоснабжения с МОС, предусмотренными на
очистку сточных вод до остаточной концентрации нефтепродуктов 5мг/л. В этом
случае на железнодорожной станции производства (ПР1), использующие
водопроводную воду, отсутствуют и во всех производственных процессах может быть
использована сточная вода, очищенная до концентрации 5мг/л.
Таким образом, все производственные процессы депо можно отнести к производствам
(ПР2). Для условий примера суточный расход воды составляет Qпр1
= 0, Qпр2 = 164.8 м3/сут.
2-й вариант: оборотная система водоснабжения с МОС, предусмотренными на
очистку сточных вод до остаточной концентрации нефтепродуктов 20 мг/л. В этом
случае для производств (ПР1), использующих водопроводную воду
(реостатных испытаний тепловозов и промывки товарных вагонов) Qпр1 =
80.4 м3/сут; в остальных производственных процессах может быть
использована сточная вода, очищенная до концентрации 20 мг/л, Qпр2 =
84.4 м3/сут.
3-й вариант: оборотная система водоснабжения с МОС, предусмотренными на
очистку сточных вод до остаточной концентрации нефтепродуктов 50 мг/л. При этом
суточный расход воды составляет Qпр1 = 83.8 м3/сут, Q
пр2 = 81 м3/сут.
4-й вариант: прямоточная система производственного водоснабжения, МОС
отсутствуют. В этом случае во всех производственных процессах используется
водопроводная вода, тогда Qпр1 = 164.8 м3/сут; Qпр2
= 0.
В соответствии с рис.3.1 производительность МОС определяется по формуле, м3/сут:
Qмос = Qпр1 + Qпр2 + Qсут.д.в, (2.12)
где Qсут.д.в - суточный расход зарегулированных дождевых сточных вод,
м3/сут (табл.2.1)
Годовой расход водопроводной воды на производственные нужды определяется по
формуле, тыс.м3/год:
365 * Qвод
Wвод = ¾¾¾¾¾,
(2.13)
1000
где Qвод - суточная потребность в водопроводной воде, м3/сут.
Годовой сброс производственно-дождевых сточных вод на городские очистные
сооружения составляет, тыс.м3/год,
Wсб = Wпр1 + Wд.в. (2.14)
Если пренебречь потерями воды, то Wпр1 = Wвод. При
необходимости потери воды на испарение, утечки и пр. могут быть учтены в
соответствии с [2].
Годовой объем дождевых сточных вод определяется по формуле, тыс.м3/год:
Wд.в = 0.01 * Y * Hср.год * F, (2.15)
где Y и F - показатели, приведенные в п.2.1.1;
Hср.год - среднегодовое количество осадков, мм; принимается по заданию.
Годовая стоимость водопроводной воды, используемой на производственные нужды,
составляет, тыс.руб/год:
Свод = Eвод * Wвод , (2.16)
где Eвод - стоимость водопроводной воды, руб./м3;
устанавливается местными органами Водоканала или другими службами,
эксплуатирующими систему водоснабжения, Eвод = 0.5 руб/м3
.
Ущерб от сброса сточных вод в городскую систему водоотведения составляет,
тыс.руб/год,
Yсб = Eсв * Wсб , (2.17)
где Eсв - стоимость сброса сточных вод в систему водоотведения
города; устанавливается службами, эксплуатирующими систему водоотведения и
зависит от концентрации загрязнений в сбрасываемых стоках,
Eсв = 0.10 * Kостнп, руб/м3.
Расчеты по четырем возможным вариантам устройства водоснабжения депо сведены
в таблицу 2.3, подсчитав для каждого варианта значение Z по формуле (18) и на
основании их анализа выбрана оптимальная с экономической точки зрения
необходимая степень очистки сточных вод на МОС, а также определен процент их
использования в оборотном водоснабжении.
Таблица 2.3
Kостнп, | Qвод, | Годовой расход СВ, тыс.м3 | Затраты, тыс.руб/год |
| мг/л | м3/сут | Wпр1 | Wд.в | Wсб | Свод | Yсб | Пмос | Z |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 5 | 0 | 0 | 563.01 | 563.01 | 0 | 563.01 | 154.95 | 717.96 |
| 20 | 80.4 | 29.35 | 563.01 | 578.36 | 11.68 | 568.36 | 72.31 | 652.35 |
| 50 | 83.8 | 30.59 | 563.01 | 593.6 | 15.3 | 593.6 | 62.97 | 671.87 |
| без очистки | 164.8 | 60.15 | 563.01 | 623.16 | 30.08 | 623.16 | 0 | 653.24 |
| | | | | | | | | |
На основании проведенных расчетов определения необходимой степени очистки
сточных вод по двум условиям установлена допустимая концентрация нефтепродуктов
в очищенных стоках Kдопнп, мг/л, которая принята
наименьшей из двух полученных расчетных значений:
Kдопнп = 20 мг/л.
Далее определен эффект очистки сточных вод на МОС и разработана
технологическая схема очистки производственно- дождевых сточных вод.
Эффект очистки сточных вод определяется по зависимости, %,
Kсмнп - Kдопнп
Э = ¾¾¾¾¾¾ * 100%,
(2.18)
Kсмнп
где Kсмнп - концентрация нефтепродуктов в
производственно-дождевых сточных водах, поступающих на МОС, мг/л; определяется
по формуле (6).
61.45 - 20
Э = ¾¾¾¾¾ * 100% = 67.45 %
61.45
На основании опыта проектирования и эксплуатации очистных сооружений
железнодорожных станций при требуемом качестве очистки сточных вод по
остаточному содержанию нефтепродуктов Kостнп до 20 мг/л
следует применять на заключительном этапе очистки метод тонкослойного
отстаивания с предварительной химической обработкой стоков.
2.4. Расчет сооружений.
Расчет сооружений МОС произведен на максимальный часовой расход поступающих
сточных вод.
Объем приемного резервуара принят 80 м3.
Насосы, перекачивающие стоки на очистку, подбираются по расходу Qч.
max, м3/ч, и требуемому напору, обеспечивающему нормальную
работу гидроциклонов и других сооружений с учетом их высотного расположения.
Количество, размеры сооружений и их состав должны обеспечивать требуемое
качество очистки сточных вод, обработки осадка и других отходов, а также
бесперебойную работу очистной станции в режиме постоянной эксплуатации.
Расход очищенных производственно-дождевых сточных вод из резервуара очищенной
воды (РОВ) по часам суток зависит от режима притока стоков на МОС и графика
работы насосной станции оборотного водоснабжения. Необходимая емкость РОВ
ориентировочно принята равной 40 м3.
Для выравнивания расходов очищенных сточных вод сбрасываемых в городскую сеть
в составе местных очистных сооружений предусмотрен резервуар специальной
конструкции (рис.2.3).
2.4.1. Расчет тонкослойного нефтеуловителя.
Нефтеуловители применяются для очистки сточных вод от нефтепродуктов и
механических примесей, которые могут быть выделены методом отстаивания.
Расчет тонкослойного нефтеуловителя (рис.2.4) произведен на максимальный приток
сточных вод q, м3/с.
Назначены следующие габариты нефтеловушки:
- число секций нефтеловушки n (согласно [1], n³2), учитывая
небольшие расходы стоков железнодорожной станции, принято n=1;
- глубина нефтеловушки H = 1 м и ширина ее секции B = 2 м, согласно [1].
Средняя скорость движения воды в проточной части нефтеловушки определена по
формуле, мм/с:
q
u = ¾¾¾¾ .
(2.19)
n * H * B
0.052
u = ¾¾¾¾ = 0.026 м/с = 2.6 мм/с.
1 * 1 * 2
Согласно [1], скорость u должна приниматься равной 4...6 мм/с (на практике u
находится в пределах 2...10 мм/с).
Далее определяется длина нефтеловушки по формуле, м:
u
L = ¾ * a * H, (2.20)
u0
где u0 - гидравлическая крупность (т.е. скорость всплывания нефтяных
или взвешенных частиц), мм/с.
a - коэффициент, учитывающий турбулентность и струйность потока воды в
нефтеловушке, при u/u0 = 6.5, a = 1.5.
2.6
L = ¾¾ * 1.5 * 1 = 9.75 м.
0.4
Расчетная продолжительность отстаивания воды в нефтеловушке определена по
формуле, ч:
t0 = L / u. (2.21)
9.75
t0 = ¾¾¾¾¾¾ = 0.68 ч.
0.004 * 3600
Продолжительность всплывания нефтяных частиц определена по формуле, ч:
tв = H / u0. (2.22)
1
tв = ¾¾¾¾¾¾ = 0.07 ч.
0.004 * 3600
Необходимо, чтобы tв было меньше t0.
Количество свежего осадка, задерживаемого в нефтеловушке, определяется по
формуле, м3/сут:
Qнл * Kсмвв * Энв.в
Wос = ¾¾¾¾¾¾¾ ,
(2.23)
r * (100 - p) * 106
где Qнл - суточный расход сточных вод, поступающих в данную
нефтеловушку, м3/сут;
r - плотность свежевыпавшего осадка, т/м3; согласно [1], r=1.1т/м3;
p - влажность осадка, %; p = 95% [1].
Энв.в - эффект очистки сточных вод в нефтеуловителе от
взвешенных веществ зависит от физических свойств минеральной и органической
взвеси. Ориентировочно принят расчетный эффект очистки в нефтеловушках Эн
в.в = 90% [4].
4291.6 * 120
Wос =
¾¾¾¾¾¾¾¾¾ =
0.0936 м3/сут.
1.1 * (100 - 95) * 106
Высота слоя осадка в нефтеуловушке определяется по формуле, м:
Wос
hос = ¾¾¾¾ .
(2.24)
n * L * B
0.094
hос = ¾¾¾¾¾ = 0.00482 м/сут.
1 * 9.75 * 2
Согласно [1], слой осадка в нефтеловушке принимают до 0.1м. Сопоставляя эту
величину с расчетной, определяем частоту включения скребков для сгребания
осадка и его удаления из нефтеловушки, т.е.
nвкл = hос / 0.1. (2.25)
nвкл = 0.00482 / 0.1 = 0.0482
Слой всплывших нефтепродуктов в нефтеловушке принимается hнп=0.1 м, [1].
Высоту борта нефтеловушки hб и высоту нейтрального слоя hн.с
принимаем hб = 0.3 м; hн.с = 0.3 м, [1].
Тогда строительная высота нефтеловушки, м:
Hстр = hб + hнп+ H + hн.с + hос . (2.26)
Hстр = 0.3 + 0.1 + 1 + 0.3 + 0.1 = 1.8 м.
Тонкослойные нефтеуловители применяются для повышения эффекта очистки и
повышения компактности очистных сооружений. Они запроектированы на базе
обычных нефтеуловителей посредством установки в их отстойной зоне
тонкослойных элементов.
Размеры и количество блоков тонкослойных элементов определяются из условия, м,
B = m * Bп + (m + 1) * 0.1,
где B - ширина секции нефтеловушки, м;
m - количество блоков, установленных параллельно; определяется конструктивно, m
= 2, т. к. B£3 м;
Bп - ширина блока тонкослойных элементов, м.
B - (m + 1) * 0.1
Bп = ¾¾¾¾¾¾¾ ,
(2.27)
m
2 - (2 + 1) * 0.1
Bп = ¾¾¾¾¾¾¾ = 0.85
2
Высота блока принимается равной высоте нефтеловушки, т.е. Нп = Н = 1 м.
Для сбора всплывших нефтепродуктов над блоком оставляют зону глубиной hнп
= 0.1 м.
Длина тонкослойных элементов определяется по формуле, м:
v * 2h
Lп = j * ¾¾¾¾ ,
(2.28)
u0 * cosa
где j - коэффициент, учитывающий действительные условия осаждения частиц в
тонкослойном отстойнике;
2h - расстояние между тонкослойными элементами;
u0 - гидравлическая крупность задерживаемых нефтяных частиц, мм/с;
a - угол наклона тонкослойных элементов; принят из условия сползания осадка a
= 45°.
2.6 * 0.5
Lп = 1.4 * ¾¾¾¾¾ = 6.4 м
0.4 * cos45°
Длина тонкослойных элементов набирается из отдельных блоков, длина каждого из
которых составляет 1.5...3 м и определяется из конструктивных соображений.
Блоки тонкослойных элементов размещены на расстоянии 1 м от
водораспределительных и 0.5 м от водосборных устройств.
Требуемый эффект задержания эмульгированных нефтепродуктов Эт.н.
нп = 96%. При таком его значении расчетный диаметр частиц нефтепродуктов,
обеспечивающих данный эффект, d0 = 0.002 cм.
Гидравлическая крупность u0 найдена по зависимости, см/с:
g
u0 = a1 * ¾¾¾ * (rв - r
н) * d02, (2.29)
18 * m
где a1 - коэффициент, учитывающий влияние механических примесей на
скорость всплывания нефтяных частиц;
m - абсолютная вязкость жидкости; при температуре стоков 20°С m = 0.01 г/см*с;
rв, rн - плотности воды и нефтепродуктов, г/см3;
g - ускорение свободного падения; g = 981 cм/с2
d0 - диаметр частиц нефтепродуктов, полностью задерживаемых в
нефтеуловителях, см.
981
u0 = 0.88 * ¾¾¾¾ * (1 - 0.9) * 0.0022 = 0.19 см/с.
18 * 0.01
Остаточное содержание нефтепродуктов в очищенных водах после тонкослойного
нефтеуловителя определено по формуле, мг/л:
(100 - Эт.н.нп)
Kост.т.ннп = K1 + K2 *
¾¾¾¾¾, (2.30)
100
где К1 - содержание растворенных нефтепродуктов, не задерживаемых в
нефтеуловителе;
К2 - то же, эмульгированных нефтепродуктов;
Эт.н.нп - эффект очистки стоков в тонкослойном
нефтеуловителе от эмульгированных нефтепродуктов.
(100 - 96)
Kост.т.ннп = 14 + 150 * ¾¾¾¾ = 20 мг/л.
100
Остаточное содержание взвешенных веществ в очищенных водах после
тонкослойного нефтеуловителя определено по формуле, мг/л:
(100 - Эт.нв.в)
Kост.т.нв.в = ¾¾¾¾¾ * К
смнп, (2.31)
100
где Эт.н.в.в - эффект очистки сточных вод в тонкослойном
нефтеуловителе от взвешенных веществ.
(100 - 90)
Kост.т.нв.в = ¾¾¾¾ * 109.61 = 10.96 мг/л.
100
2.4.2. Разделочные резервуары.
Для обезвоживания нефтепродуктов и пены, уловленных в нефтеловушке,
предусмотрены разделочные резервуары (рис.2.5) в форме закрытого цилиндра с
коническим днищем.
Внутри резервуара, как правило, размещается паровой змеевик для улучшения
процесса разделки, а сбоку и снизу располагаются патрубки для подачи
обводненных нефтепродуктов или пены, выпуска осадка, отстоявшейся воды и
обезвоженных нефтепродуктов.
Объем поступающих на разделку нефтепродуктов или погашенной пены определяется по
формуле, м3/сут:
Qмос * (Kсмнп - Kост.фнп)
Wнп =
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾,
(2.32)
gнп * (100 - P) * 104
где Kсмнп - концентрация нефтепродуктов в сточных водах, поступающих на
МОС, г/м3;
Kост.фнп - остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной воде
после МОС, г/м3;
gнп - объемный вес обводненных нефтепродуктов или погашенной пены,
г/см3; gнп = 1 г/см3 [3];
P - содержание воды в обводненных нефтепродуктах или в погашенной
пене, %; P = 50...70% [3].
4291.6 * (157.68 - 20)
Wнп =
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
= 1.18 м3/сут.
1 * (100 - 50) *104
Предусмотрено два металлических разделочных резервуара (один заполняется, в
другом производится разделка).
Для условий железнодорожных станций при объеме поступающих на разделку
обводненных нефтепродуктов и пены 1.18 м3/сут могут быть приняты
разделочные резервуары со следующими параметрами: диаметр резервуара Dр
= 1.6 м; высота цилиндрической части резервуара Hц= 1.5 м; высота
верхнего конуса Hв.к = 0.2 м; высота нижнего конуса Hн.к
= 0.5 м; высота поддонного пространства Hп.п = 0.5 м; общая высота
резервуара Hр = 2.7 м.
Рабочий объем разделочного резервуара определен по формуле, м3,
p * Dр2 * Hц
Wр = ¾¾¾¾¾¾.
(2.33)
4
3.14 * 1.62 * 1.5
Wр = ¾¾¾¾¾¾¾ = 3 м3.
4
Отстаивание (разделка) нефтепродуктов и пены в статических условиях должна
производиться в течение не менее 20 ч. [3]:
Wр * 24
Tр = ¾¾¾¾ .
(2.34)
Wнп
3 * 24
Tр = ¾¾¾ = 61 ч.
1.18
После разделки осадок поступает в резервуар осадка, нефтепродукты с
остаточным содержанием воды 5...8% - в резервуар нефтепродуктов, отстоенная
вода - в приемный резервуар-усреднитель и далее на очистку.
Смесь обезвоженных нефтепродуктов и осадка в пропорции, определяемой опытным
путем, сжигается в котельной депо.
Приток сточных вод на МОС железнодорожной станции.
Таблица 2.2
| Производственные сточные воды, | Бытовые сточные воды. | Дожд. | Сточ. |
| Часы суток | Обм. стоил депо | Реост. испыт. теплов | Об-мывка локом. | Пром. товарн ваг-ов | От локомотивного депо | Комн. отды-ха | От душе-вых | сточ. воды | воды на МОС |
| м3/ч | м3/ч | м3/ч | м3/ч | % | м3/ч | м3/ч | м3/ч | м3/ч | м3/ч |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 0 - 1 | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | 0.1 | 9.38 | 171.95 | 181.43 |
| 1 - 2 | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | 0.1 | ¾ | 171.95 | 172.05 |
| 2 - 3 | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | 0.1 | ¾ | 171.95 | 172.05 |
| 3 - 4 | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | 0.1 | ¾ | 171.95 | 172.05 |
| 4 - 5 | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | 0.1 | ¾ | 171.95 | 172.05 |
| 5 - 6 | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | 0.1 | ¾ | 171.95 | 172.05 |
| 6 - 7 | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | 0.1 | ¾ | 171.95 | 172.05 |
| 7 - 8 | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | ¾ | 0.1 | ¾ | 171.95 | 172.05 |
| 8 - 9 | 5.06 | ¾ | ¾ | ¾ | 12.5 | 0.47 | 0.11 | ¾ | 171.95 | 177.59 |
| 9 - 10 | 5.06 | ¾ | 1.7 | ¾ | 6.25 | 0.23 | 0.11 | ¾ | 171.95 | 179.05 |
| 10 - 11 | 5.07 | 0.2 | ¾ | 8 | 6.25 | 0.23 | 0.11 | ¾ | 171.95 | 185.56 |
| 11 - 12 | 5.06 | ¾ | 1.7 | 8 | 18.75 | 0.7 | 0.11 | ¾ | 171.95 | 187.52 |
| 12 - 13 | 5.06 | 0.2 | ¾ | 8 | 6.25 | 0.24 | 0.11 | ¾ | 171.95 | 185.56 |
| 13 - 14 | 5.06 | ¾ | ¾ | 8 | 6.25 | 0.24 | 0.11 | ¾ | 171.95 | 185.36 |
| 14 - 15 | 5.07 | ¾ | ¾ | 8 | 6.25 | 0.23 | 0.11 | ¾ | 171.95 | 185.36 |
| 15 - 16 | 5.06 | ¾ | ¾ | 8 | 37.5 | 1.41 | 0.11 | ¾ | 171.95 | 186.53 |
| 16 - 17 | 5.06 | ¾ | ¾ | 8 | 12.5 | 0.47 | 0.11 | 9.38 | 171.95 | 194.97 |
| 17 - 18 | 5.06 | ¾ | ¾ | 8 | 6.25 | 0.23 | 0.11 | ¾ | 171.95 | 185.35 |
| 18 - 19 | 5.07 | ¾ | ¾ | 8 | 6.25 | 0.23 | 0.1 | ¾ | 171.95 | 185.35 |
| 19 - 20 | 5.06 | ¾ | ¾ | 8 | 18.75 | 0.7 | 0.1 | ¾ | 171.95 | 185.81 |
| 20 - 21 | 5.06 | ¾ | ¾ | ¾ | 6.25 | 0.24 | 0.1 | ¾ | 171.95 | 177.35 |
| 21 - 22 | 5.06 | ¾ | ¾ | ¾ | 6.25 | 0.24 | 0.1 | ¾ | 171.95 | 177.35 |
| 22 - 23 | 5.07 | ¾ | ¾ | ¾ | 6.25 | 0.23 | 0.1 | ¾ | 171.95 | 177.35 |
| 23 - 24 | 5.06 | ¾ | ¾ | ¾ | 37.5 | 1.41 | 0.1 | ¾ | 171.95 | 178.52 |
| å | 81 | 0.4 | 3.4 | 80 | 200% | 7.5 | 2.5 | 18.76 | 4126.8 | 4333.48 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|
|
|
|
© 2007
Использовании материалов
запрещено. |
|
