Расчет вертикальной песколовки для очистной станции
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВПО Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова
Кафедра Химическая техника и инженерная экология
Пояснительная записка к курсовой работе
по дисциплине Основы проектирования природоохранных технологий
Расчет вертикальной песколовки для очистной станции
Барнаул 2012
Введение
Водная оболочка Земного шара - океаны, моря, реки, озера - носит название гидросфера, которая покрывает 70,8% земной поверхности. Объем ее 1370,3 млн. км3, что составляет 1/800 объема планеты. Отметим еще, что 96,5% гидросферы сосредоточено в океанах и морях, 1,74% - в полярных и горных ледниках и лишь 0,45% - в пресных водах - озерах, реках и болотах [3].
Вода - одно из самых распространенных веществ на Земле (второе после оксида кремния или песка). Однако на свои нужды, вполне естественно, человечество использует, как правило, пресные воды, запас которых, повторяем, весьма ограничен. Одним из выходов в решении проблем может быть привлечение практически неиспользуемых или малоиспользуемых в настоящее время водных ресурсов: опресненных вод Мирового океана, подземных вод замедленного водообмена и айсбергов. В частности, в настоящее время доля опресненных вод в общем объеме водоснабжения мира невелика - 0,05%, что объясняется высокой стоимостью и значительной энергоемкостью технологических процессов опреснения. Такие воды используются лишь там, где совершенно отсутствуют или чрезвычайно труднодоступны ресурсы поверхностных или подземных вод, а их транспортировка оказывается дороже по сравнению с опреснением воды повышенной минерализации непосредственно на месте.
Как известно, основные потребители воды - промышленность, сельское хозяйство, строительство и другие отрасли. Однако, и на повседневные бытовые нужды человек использует в городах сотни литров в сутки. Академик А.Е. Ферсман с полным основанием назвал воду "самым важным минералом на Земле, без которого нет жизни". Для ее поддержания человеку необходимо 2,5 л питьевой воды в сутки. А за 60 лет жизни он выпивает 50 м3 воды, что соответствует объему железнодорожной цистерны.
Для предварительного выделения из сточных вод нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.) под действием силы тяжести применяются песколовки. Песколовки предусматриваются в составе очистных сооружений при производительности свыше 100 м3/сут. Количество песколовок или отделений должно быть не менее двух, причем все - рабочие.
1. Краткая характеристика процесса отстаивания
Для предварительного выделения из сточных вод нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.) под действием силы тяжести применяются песколовки. Песколовки предусматриваются в составе очистных сооружений при производительности свыше 100 м3/сут. Количество песколовок или отделений должно быть не менее двух, причем все - рабочие.
По направлению движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с вращательным движением жидкости; последние подразделяются на тангенциальные и аэрируемые. При объеме улавливаемого осадка до 0,1 м3/сут допускается удалять осадок вручную, при большем объеме выгрузка осадка механизируется.
Вертикальные песколовки используются в полураздельных системах и на станциях очистки поверхностных вод, поскольку они удобны для накопления большого количества осадка. Максимальный расход сточных вод для вертикальных песколовок составляет 10 000 м3/сут.
Песколовки имеют цилиндрическую форму с подводом воды по касательной с двух сторон, а отводом - кольцевым лотком. Недостаток этих песколовок заключается в большой продолжительности пребывания воды в сооружении (рис.1, приложение А).
Расчет песколовок производится, исходя из условия, что скорость восходящего потока жидкости меньше гидравлической крупности песчинок улавливаемого песка, т.е. v < u0. Гидравлическая крупность песка такая же, как у горизонтальных песколовок.
Песок, содержащийся в сточной воде, прижимается к стенкам сооружения за счет центробежной силы и отделяется от воды в результате образующегося нисходящего течения. Нагрузку на песколовку принимают 110-130 м3/(м2ч), ее диаметр не более 6 м. При скорости движения в подающем лотке 0,7-1,1 м/с в песколовке задерживается 92-98 % песка с гидравлической крупностью 18-24 м/с. Глубина песколовки конструктивно принимается равной половине ее диаметра.
2. Расчетная часть
.1 Технологический расчет песколовки
Расчет производится по источнику [8].
Исходя из расхода на одно отделение не более 10-15 тыс. м3/сут, принимаем два отделения песколовок: n = 2.
При u0=15 мм/с=15•3600/1000=54 м3/(м2•ч)=qср•3600•Kоб.макс.=0,058•3600•1,7=354,96 м3/чср=Qср. сут./(24•3600)=5000/86400=0,058м3/с=58л/с
По формуле определяем площадь каждого отделения песколовки:
По формуле рассчитываем диаметр каждого отделения песколовки:
Принимаем диаметр песколовки D = 2 м.
Принимаем продолжительность пребывания воды в песколовке t = 140 с.
Скорость восходящего потока воды в песколовке равна v = u0 = 15 мм/с.
По формулам определяем глубину h1 и высоту бункера (конусной части) песколовки h2:= tv/1000=140•15/1000=2,1 м
h2 = D/2=2•0,866=1,73 м
гд?/p>