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 Энв.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.