Miesto nuotekų valymo įrenginių projektavimas

ĮVADAS Vanduo – labiausiai paplitęs junginys mūsų planetoje. Žemės vandeninis apvalkalas – hidrosfera, sudaro 71% Žemės paviršiaus. Vanduo atliko ir atlieka lemiamą vaidmenį Žemės geologijos istorijoje, klimato ir orų formavime, medžiagų apykaitoje, gyvybės fiziologinėje ir biologinėje sferoje. Vandens kokybė kinta priklausomai nuo to, kokiems tikslams bei kokiuose procesuose vanduo buvo panaudotas. Pramoniniams ar buitiniams tikslams naudojamo vandens kokybė blogėja, vanduo užteršiamas įvairiais biologiniais, cheminiais ar kitais teršalais. Vandens telkinių apsaugos, jų racionalaus naudojimo problemos glaudžiai susiję su nuotekų, išleidžiamų į vandens telkinius, valymu. Dėl pramonės plėtros, miestų ir gyvenviečių statybos susidaro daug užterštų nuotekų, kurias būtinai reikia valyti. Ir į miesto kanalizacinius tinklus, ir į paviršinius vandens telkinius išleidžiamos nuotekos atitiks keliamus reikalavimus, jei jos bus valomos nuotekų valymo įrenginiuose. Pastaruoju metu atsiranda poreikis nuotekas išvalyti tiek, kad vėliau jas būtų galima pakartotinai naudoti. Pasitelkus patikimas ir efektyvias, ekonomiškai apsimokančias valymo technologijas nuotekoms apdoroti, gautą vandenį galima lengvai panaudoti įvairiose srityse. Lietuvoje, sprendžiant nuotekų tvarkymo problemas, reikia vadovautis seimo, vyriausybės, aplinkos ministerijos ir kitų žinybų priimtais įstatymais, nutarimais, įsakymais, patvirtintais teisės dokumentais. Kadangi Lietuva priklauso ir Europos Sąjungai, mūsų šalies aplinkosaugos srities dokumentai derinami su Europos Sąjungos reikalavimais, taip pat Europos Sąjungos dokumentai galioja Lietuvoje. Šio vandenų apsaugos namų darbo tikslas, pagal dėstytojo pateiktas sąlygas, suprojektuoti miesto nuotekų valymo įrenginius. Rašydamas šį darbą rėmiausi įvairia moksline literatūra, įvairiais teisės norminiais aktais, Europos Sąjungos institucijų priimamais dokumentais, tarptautinėmis sutartimis, Lietuvos Respublikos įstatymais, įvairiais moksliniais straipsniais ir kita medžiaga. Darbe buvo panaudoti keletas skirtingų mokslinio tyrimo ir pažinimo metodų. Pagrindiniai iš jų mokslinės literatūros analizė, monografinis metodas ir palyginamoji analizė. 1. NUOTEKŲ DEBITO SKAIČIAVIMAS Buityje vartotas vanduo tampa nuotekomis, todėl nuotekų kiekis yra tiesiogiai proporcingas suvartoto vandens kiekiui ir jo vartojimo dinamikai, nes tik maža vandens dalis yra išgarinama per odą ir tiesiogiai pasisavinama organizme (suvartojama vykstant biocheminiams maisto virškinimo procesams ir augant ląstelėms). Skaičiuojant buitinių nuotekų kiekį, paprastai teigiama, kad jų susidaro tiek, kiek suvartojama vandens. Suvartojamo vandens kiekis nustatomas skaitikliais. Debitas – vandens, kiekis pratekantis kokiu nors skerspjūviu per laiko vienetą. Miestuose ir gyvenvietėse susidarančių nuotekų kiekis gali būti apskaičiuojamas pagal gyventojų skaičių, jų suvartojamo vandens paros normą, visuomeninių vartotojų skaičių ir suvartojamo vandens kiekį pramonės įmonėse. Miesto, miestelio ar rajono užterštų nuotekų debitai skaičiuojami kaip ir vandens debitai. Įvertinama infiltracija į nuotekų tinklus. Jie siekia 12% (kinf = 1,12). Skaičiuojant didžiausius paros debitus, taikomas buitinių nuotekų netolygumo paros koeficientas kd.max = 1,2 ÷ 1,4. Vandenvalos įrenginių ir nuotekų siurblinių pajėgumas bei tinklų skaičiuojamasis pralaidumas neturi būti mažesnis už metų didžiausią paros ir didžiausią valandos debitą. Vidutinio paros nuotekų debito nustatymas: , čia: – sąlyginė vidutinė buitinių nuotekų paros norma, l/d.žm.; - gyventojų skaičius; – koeficientas, įvertinantis infiltraciją į nuotekų tinklus. Didžiausias paros nuotekų debitas: , čia: - vandens vartojimo netolygumo paros koeicientas. . Vidutinis valandinis ir sekundinis nuotekų debitai: Maksimalus valandos ir sekundinis nuotekų debitai: čia: - disžiausias bendras nuotekų pritekėjimo koeficientas - lietaus ir polaidžio vandens įtekėjimo pro šulinių dangčius koeficientas. Skaičiuojamieji debitai valymo įrenginių projektavimui: čia: - vandenvalos savas nuotekas įvertinantis koeficientas Pirmame namų darbo skyriuje apskaičiavau vidutinį paros, didžiausią paros, vidutinį valandos, vidutinį sekundinį, maksimalų valandos, maksimalų sekundės nuotekų debitus. Pasirenku, kad . Tuomet skaičiuoju skaičiuojamuosius debitus valymo įrenginių projektavimui. Gauti rezultatai: ; ; ; ; . 2. NUOTEKŲ UŽTERŠTUMO SKAIČIAVIMAS Pramoniniams, ūkiniams ar buitiniams tikslams naudojamas vanduo užteršiamas įvairiais biologiniais, cheminiais ar kitais teršalais. Nuotekų rūšys: • Buitinės; • Gamybinės; • Lietaus (paviršinės); • Kitos. Pagrindiniai nuotekų užterštumo rodikliai: • Biocheminis deguonies suvartojimas (); • Skendinčios medžiagos (SM); • Cheminis deguonies suvartojimas (ChDS); • Azoto junginiai; • Amonio azotas; • Nitratai ir nitritai; • Fosforo junginiai. Nuotekų užterštumo skaičiavimas: čia: - nustatytas teršalų kiekis vienam žmogui per parą (g/žm.d.). Nuotekų užterštumas pagal skendinčias medžiagas: Pagal biocheminį deguonies suvartojimą: . Pagal cheminį deguonies suvartojimą: . Pagal bendrą fosforą: . Pagal bendrą azotą: . Teršalų masės skaičiavimas: čia: U – gyventojų skaičius. Skendinčių medžiagų masė: Medžiagų, nusakomų biocheminiu deguonies suvartojimu, masė: Medžiagų, nusakomų cheminiu deguonies suvartojimu, masė: Bendro fosforo masė: Bendro azoto masė: Antrame darbo skyriuje apskaičiavau nuotekų užterštumą ir teršalų masę nuotekose pagal skendinčias medžiagas, biocheminį deguonies suvartojimą, cheminį deguonies suvartojimą, bandrą fosforo ir bendrą azoto kiekį nuotekose. 3. TECHNOLOGINIŲ ĮRENGINIŲ SKAIČIAVIMAS 3.1. Nuotekų pritekėjimo pobūdžio ir valymo technologijos nustatymas Kad parinkti nuotekų valymo technologija, reikia nustatyti nuotekų pritekėjimo pobūdį. Nuotekų pritekėjimo pobūdis kh projektavimui apskaičiuojamas: ; Kadangi , tai pritekėjimo pobūdis yra nežymus. Nuotekų išvalymo efektyvumas pagal skendinčias medžiagas: ; čia: - nuotekų užterštumas įtekant (mg/l), - nustatytas užterštumas ištekant (25 mg/l). . Pagal biocheminį deguonies suvartojimą: ; Kadangi , nuotekos turi būti valomos biologiniu ir mechaniniu būdu. Nuotekos valomos biologiškai, jei: , vadinasi nuotekos turi būti valomos biologiniu būdu. Valant vandenis mechaniniu būdu, atskiriamos neištirpusios mineralinės ir organinės priemaišos. Tai yra pirmasis nutekamųjų vandenų valymo etapas. Mechaniniu būdu iš nutekamųjų vandenų pašalinama apie 90% neištirpusių mineralinių ir apie 20% neištirpusių organinių priemaišų. 3.1 pav. Nuotekų valymo technologinė schema R – ramintuvas; G.k. – grotinė; Smg – smėliagaudė; Dm – debito matavimo mazgas; I – pirminis nusodintuvas; s.a. – smėlio aikštelė; Dr. – drenažas; Re – riebalai; Ž.d. – žaliasis dumblas; V3 – techninis vandentiekis. Mechaninių nuotekų valymo įrenginių skaičiavimas: Didžiausias leidžiamas nuotekų debitas, atitekantis atvedamaisiais kanalais: čia: 1,4 – atsargos koeficientas, įvertinantis persipylimą. . 3.2. Grotų parinkimas Grotos – įtaisas stambesniems nešmenims iš nuotekų srauto nukošti, kaip antai: rankiniu ar mechaniniu būdu valomi strypai, slankioji juosta, sukamasis skridinys arba būgnas iš plyšėtų (skylėtų) metalinių lakštų ar vielos. Grotų protarpių dydis pasirenkamas atsižvelgiant į numatomą nuotekų dumblo apdorojimo būdą ir jo sąlygojamus reikalavimus arba į valytų nuotekų išleidimo leidimuose nurodytus reikalavimus. Grotų tarpelių skaičiaus nustatymas: , čia: – nuotekų kiekis, pratekantis pro grotas (); - tarpelio plotis (10 – 20 mm); - nuotekų tekėjimo gylis (0,5 – 1,0 m); - nuotekų greitis tarpuose tarp grotų (0,8 – 1,0 m/s); - koeficientas, įvertinantis grotų užsinešimą (1,05). tarpelių. Bendro grotų pločio įvertinimas: , čia: - strypo storis (mm); . Slėgio nuostolių grotose įvertinimas: , čia: - nuotekų tekėjimo greitis prieš grotas (; - koeficientas, įvertinantis slėgio nuostolius prie dalinio grotelių užsikišimo (, kur - laisvojo kritimo pagreitis); - grotų pasipriešinimo koeficientas. , čia: – koeficientas, įvertinantis strypo formą (, kai forma apvali); - grotelių pasvirimo laipsnis (). ; . Sulaikomų nešmenų kiekis grotose: , čia: - gyventojų skaičius; - sulaikomų nuogrėbų kiekis vienam gyventojui (); . Grotose sulaikomų nuogrėbų masė: , čia: – vidutinis nuogrėbų tankis (). . 3.3. Smėliagaudės Smėliagaudės paskirtis – išskirti smulkiąsias mineralines daleles iš nuotekų. Smėliagaudės reikalingos, kadangi jos sulaiko nutekamuosiuose vandenyse esanti smėlį ir kitus netirpius mineralinius teršalus. Jos skirstomos į horizontalias, vertikalias ir su apskritiminiu vandens tekėjimu. Pastarosios būna tangentinės ir aeruojamos. Horizontalios smėliagaudės taikomos, kai debitas didesnis nei 10000 m3/d aeruojamos – didesnis kaip 2000 m/d. Konstrukciniu atžvilgiu, smėliagaudės su apskritiminiu įtekėjimu yra horizontalių smėliagaudžių modifikacija. Jos yra apvalios formos plane. Rekomenduojamos esant palyginus nedideliam debitui - iki 70000 m3/d Tangentinės smėliagaudės irgi turi apvalią formą plane ir taikomos, kai debitas yra iki 50000 m3/d. Vertikalios smėliagaudės yra labai didelių gabaritų ir dirba neefektyviai, dėl to jas naudoja išskirtinais atvejais, esant tam tikroms sąlygoms. Nuosėdose, iškrentančiose smėliagaudėse, yra ne tik mineralinės kilmės stambiadispersinių priemaišų bet ir nemažai organinių teršalų. Smėliagaudžių konstrukcijos turi užtikrinti reikalingo diametro dalelių nusėdimą ir, pagal galimybes, apriboti organinių dalelių nusėdimą. Smėliagaudės sekcijos skerspjūvio ploto apskaičiavimas: , čia: – vidutinis nuotekų tekėjimo greitis (); – sekcijų skaičius (priimu, kad jis lygus 2). . Smėliagaudės sekcijos pločio įvertinimas: , čia: – smėliagaudės darbinis aukštis (0,25 – 2,0 m). . Smėliagaudės ilgio įvertinimas: , čia: – smėliagaudės ilgis (m); – koeficientas, įvertinantis turbulentiškumą ir kitų veiksnių įtaką smėliagaudės darbui (parenkamas iš 1.1 lentelės); – hidraulinis skaičiuojamo diametro smėlio stambumas (mm/s). 3.1. lentelė. koeficiento parinkimas. Smėlio dalelės diametras, mm , mm/s smėliagaudėms Horizontalioms Aeruojamoms 1 1,25 1,5 0,15 13,2 - 2,62 2,50 2,39 0,20 18,7 1,7 2,43 2,25 2,08 0,25 24,2 1,3 - - - . Bendras darbinis smėliagaudės plotas: , . Sulaikomas smėlio kiekis smėliagaudėje: , čia: – sulaikomo smėlio norma vienam gyventojui (0,02 – 0,03 l/žm.d.). . Sulaikyto smėlio masės įvertinimas: , čia: – smėlio tankis (. . Smėliagaudės bunkerio tūris: , čia: – laikas smėlio išvežimui (1 – 2 paros). . Smėliagaudės bunkerio gylis: , . Smėlio sluoksnio aukštis bunkeryje: , čia: – koeficientas, įvertinantis smėlio pasiskirstymo netolygumą (3). m. Bendras smėliagaudės aukštis: , . Smėlio sausinimo aikštelės parametrų nustatymas: Plotas (skaičiuojamas metams): , čia: – smėlio sausinimo aikštelės apkrova (). . Bendras smėlio sausinimo aikštelės plotas: , . 3.4. Biologinių nuotekų valymo įrenginių pagrindinių parametrų skaičiavimai Pirminių nusodintuvų paskirtis – skendinčių medžiagų nusodinimas bei išplaukiančių lengvų medžiagų išskyrimas ir šalinimas. Pagal skysčio tekėjimo kryptį, nusodintuvai skirstomi į du pagrindinius tipus: horizontalius ir vertikalius. Nuotekų valymui naudojami radialiniai nusodintuvai, kurie yra horizontalių nusodintuvų modifikacija. Atsižvelgiant į valymo stoties technologinės schemos paskirtį, nusodintuvai skirstomi į pirminius ir antrinius. Pirminiai nusodintuvai reikalingi pradiniam nuotekų , tekančių į biologinio ar fizinio – cheminio valymo įrenginius skaidrinimui, o antriniai – nuotekų skaidrinimui, kurios pratekėjo pro ar fizinio – cheminio valymo įrenginius, ir biologinės plėvelės ar aktyviojo dumblo atskyrimui. Aerotanko projektavimui BDS5 apskaičiuojama: , . Cheminis deguonies suvartojimas: , . Aerotanko darbinio tūrio skaičiavimas: , čia: ; - aktyvaus dumblo koncentracija (3,5 mg/l); - dumblo apkrova (150 mgBDS5/g SM d.). . Aerotanko koridoriaus pločio skaičiavimas: , čia: - aerotanko koridoriaus gylis (3 – 6 m). . Sekcijos ilgio skaičiavimas: , čia: - koridorių skaičius (1 – 4). . Aeravimo sistemos skaičiavimas: Lyginamasis deguonies suvartojimas: , čia: - lyginamasis deguonies suvartojimas nitrifikacijai; . , čia: - biologiškai išvalytų nuotekų koncentracija (15 mg/l); - amonio azoto koncentracija (mg/l). , čia: - amonio azoto norma vienam žmogui per parą (8 g/d). ; ; . Deguonies kiekis, kurį reikia ištirpinti: , čia: - koeficientas, įvertinantis aukščiausią vidutinę mėnesio dumblo temperatūrą (; - koeficientas, įvertinantis deguonies tirpumo sumažėjimą nuotekose (0,8 – 0,85); - palaikoma ištirpusio deguonies koncentracija nuotekose, (1 – 3 mg/l); - prisotinto deguonimi vandens koncentracija įrenginyje, (mg/l); . , čia: – prisotinto deguonimi vandens koncentracija įrenginyje (9,02 mg/l); - aeratoriaus panirimo gylis nuo vandens horizonto iki aeratoriaus viršaus (. , . Aeratorių skaičiaus nustatymas: , čia: - vieno aeratoriaus ištirpinamas deguonies kiekis (). , čia: - vieno aeratoriaus tiekiamas oro kiekis (2,5 – 3,0 ); - oro tankis (1,2 ); - deguonies išnaudojimas (0,25 – 0,3 ); - deguonies kiekis ore vieneto dalimis. ; . Bendras reikalingas oro kiekis aeratoriuose: , . IŠVADOS 1. Vandens ciklas yra nenutrūkstantis ir jį sudaro atmosferos, paviršiaus ir požeminio vandens judėjimas. Judėdamas ciklu, vanduo keičia agregatines būsenas tarp skysčio, kietosios medžiagos (ledo) ir garų. Vanduo juda iš vienos vietos į kitą šių fizinių procesų dėka: garavimo, kritulių, infiltracijos, paviršinio nuotėkio ir požeminio nuotėkio. Laikas, per kurį vanduo pereina iš vienos vietos į kitą, gali būti nuo kelių sekundžių iki tūkstančių metų. Tačiau nepriklausomai nuo vandens judėjimo, bendras vandens kiekis hidrosferoje išlieka tas pats (apskaičiuota 1,37 mlrd km³), ir didžiausią dalį sudaro vandenynų vanduo. 2. Vanduo – bespalvis (storame sluoksnyje – žydras) ir bekvapis skystis. Vanduo (vandenilio oksidas) turi 88,6 % deguonies ir 11,4 % vandenilio (pagal masę); tai atitinka H2O. Iš visų skysčių jo šiluminė talpa didžiausia. Vandens tankis, skirtingai nuo kitų skysčių, šaldant didėja netolygiai, o +4 °C temperatūroje būna maksimalus ir, toliau šaldant, staiga sumažėja iki 0,917 g/cm³ (ledo tankis). Neįprastai aukšta ir savitoji lydymosi šiluma. Ji net 13,5 karto viršija švino savitąją lydymosi šilumą. 3. Pirmame namų darbo skyriuje apskaičiavau vidutinį paros, didžiausią paros, vidutinį valandos, vidutinį sekundinį, maksimalų valandos, maksimalų sekundės nuotekų debitus. Gauti rezultatai: 4. Antrame darbo skyriuje apskaičiavau nuotekų užterštumą ir teršalų masę nuotekose pagal skendinčias medžiagas, biocheminį deguonies suvartojimą, cheminį deguonies suvartojimą, bandrą fosforo ir bendrą azoto kiekį nuotekose. 5. Trečiame darbo skyriuje nustačiau nuotekų pritekėjimo pobūdžį ir valymo technologijąs, parinkau grotas ir mėliagaudės. Taip pat apskaičiavau biologinių nuotekų valymo įrenginių pagrindiniua parametrus. LITERATŪRA Aplinkos apsaugos agentūra. [interaktyvus]. Žiūrėta 2011 gruodžio 11 d. Prieiga per internetą:

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!