Mechaninių ir biologinių nuotekų valymo įrenginių projektavimo principai ir parinkimo kriterijai

ĮVADAS 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. 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. Tačiau buitinių nuotekų reciklo kiekiai sudaro tik apie 15 % viso pramonėje reciklo būdu panaudoto vandens. JAV net 790 000 m3/d nuotekų pritaikoma pramoniniams tikslams, ir didžiausioji dalis (68 %) tai aušinimo reikmėms skirtas vanduo. Daugiau nei 50 000 m3/d nukenksmintųjų buitinių nuotekų Pietų Afrikoje, sudarančių trečiąją viso nukenksminto vandens dalį, panaudojama popieriaus pramonėje. Kasmet Lietuvoje išleidžiama 39 000 697,6 tūkst. m3 nuotekų, t. y. 11 386 m3/metus 1 gyventojui, iš kurių vos 20% tinkamai išvaloma. Kursinio projekto tikslas – susipažinti su mechaninio ir biologinio nuotekų valymo įrenginiais, įsisavinti nuotekų valymo įrenginių projektavimo principus, jų parinkimo kriterijus ir sugebėti praktiškai pritaikyti juos konkrečioje vietovėje, įmonėje, gamykloje. Šio darbo užduotis: 1. Apžvelgti nuotekų valymo įrenginius ir juos reglamentuojančius dokumentus. 2. Aprašyti nuotekų valymo įrenginių technologines charakteristikas ir veikimo principus. 3. Apskaičiuoti nuotekų debitą. 4. Remiantis LAND apskaičiuoti nuotekų užterštumą pagal pagrindines teršiančias medžiagas: BDS, SM, N, P, ChDS. 5. Technologinių įrenginių parinkimas ir skaičiavimas. 6. Pirminio mechaninio nuotekų valymo įrenginių parinkimas, veikimo principo aprašymas, pagrindinių parametrų skaičiavimas. 7. Biologinio nuotekų valymo įrenginių parinkimas, aprašymas ir techninių parametrų skaičiavimas. 8. Antrinių nusodintuvų paskirtis ir skaičiavimas. 9. Parinkti ir apskaičiuoti nuotekų dumblo apdorojimo įrenginius pagal susidarančius kiekius, bei pateikti įrenginių techninę analizę. 1. NUOTEKŲ VALYMO ĮRENGINIŲ APŽVALGA, PAGRINDINIAI JAS REGLAMENTUOJANTYS DOKUMENTAI Nuotekų valymo įrenginiai (nuotekų valyklos) - inžinerinių įrenginių kompleksas nuotekoms valyti. Yra žinoma gana daug nuotekų valymo būdų, tačiau dažniausiai yra naudojami kompleksiniai valymo būdai. Nedideli nuotekų kiekiai gali būti valomi įrenginiuose, kuriuose vyksta natūralūs gamtiniai savivalos procesai. Tai gali būti atliekama biologiniuose tvenkiniuose ir pan. Nedideli nuotekų kiekiai gali būti valomi įrenginiuose, turinčiuose užpildą. Juo gali buti smėlis, žvyras, skalda, arba keramikos gabalėliai. Šių užpildų paviršiuje susiformuoja plėvelė, kurioje apsigyvena mikroorganizmai. Jie atlieka biologinį vandens valymą. Dideli nuotekų kiekiai gali buti valomi įrenginiuose, kurie vadinami aerotankais. Šiuose valymo įrenginiuose naudojamas aktyvus dumblas. Lietuvos rinkoje populiariausias biologinio nuotekų valymo įrenginių technologinis sprendimas yra prailgintos aeracijos technologija. Populiariausi biologinio valymo įrenginiai – biofiltras, aerotankas, anaerobiniai įrenginiai. Valant vandenis mechaniniu būdu, pirmiausia vanduo košiamas pro įvairias groteles. Po to, pašalinus putas, nusodinamos smulkesnės priemaišos ir atskiriamos organinės, ir galiausiai vanduo filtruojamas. Pagrindiniai naudojami įrenginiai mechaniniame valyme – grotos (grotelės), smėliagaudės, sodintuvai, hidrociklonai. Lietuvoje, sprendžiant nuotekų tvarkymo problemas, reikia vadovautis Seimo, Vyriausybės, Aplinkos ministerijos ir kitų žinybų priimtais įstatymais, nutarimais, įsakymais, patvirtintais teisės dokumentais. Kadangi Lietuva priklauso Europos Sąjungai, mūsų šalies aplinkosaugos srities dokumentai derinami su Europos Sąjungos reikalavimais, taip pat Europos Sąjungos dokumentai galioja Lietuvoje. Projektuojant nuotekų valymo įrenginius, reikia atsižvelgti į tokius pagrindinius teisės aktus, normatyvas, reglamentus: • Buitinių nuotekų išleidimas į natūralių gruntų sluoksnius reglamentuojamas LAND 21-01 taisyklėmis. Nuotekos, išleidžiamos į natūralią aplinką, neturi viršyti Aplinkos ministerijos nustatytų užterštumo normų. • Nuotekų tvarkymo reglamentas, patvirtintas 2006 m. gegužės 17 d. aplinkos ministro įsakymu Nr. D1-236 (Žin., 2006, Nr. 59-2103); • Mažų nuotekų kiekių tvarkymo reglamentas, patvirtintas 2004 m. spalio 24 d. aplinkos ministro įsakymu Nr. D1-553 (Žin., 2004, Nr. 157-5740); • Miestų nekanalizuotų kvartalų nuotėkų tvarkymo rekomendacijos, patvirtintos 2000 m. birželio 1 d. aplinkos ministro įsakymu Nr. 222 (Žin., 2000, Nr. 46-1331, Nr. 98-3125, Inf. pranešimai Nr. 24); • Nuotėkų kaupimo rezervuarų bei septikų įrengimo, eksploatavimo ir kontrolės rekomendacijos ir nuotėkų kaupimo rezervuarų bei septikų eksploatavimo tvarka, patvirtinta 2000 m. rugsėjo 20 d. aplinkos ministro įsakymu Nr. 400 (Žin., 2000, Nr. 82-2499); • Taršos integruotos prevencijos ir kontrolės leidimų išdavimo, atnaujinimo ir panaikinimo taisyklės, patvirtintos 2002 m. vasario 27 d. aplinkos ministro įsakymu Nr. 80 (Žin., 2002, Nr. 85-3684); • Tarybos direktyva dėl miestų nuotekų valymo 91/271/EEB 1991m. gegužės 21d. Ši direktyva taikoma miesto nuotėkų surinkimui, valymui bei išleidimui ir nuotėkų iš tam tikrų pramonės sektorių valymui bei išleidimui. 2. Nuotekų debitų ir užterštumų skaičiavimas Projektuojant nuotekų valymo įrenginius, svarbu pasirinkti efektyvią ir racionalią nuotekų valymo įrenginių schemą ir valymo būdą. Nuotekų susidarymo kiekiai yra tiesiogiai proporcingi sunaudojamo vandens kiekiui. Vandens suvartojimo kiekis priklauso nuo vartotojų skaičiaus, naudojamų vandens įrenginių, pastatų techninės įrangos, tiekiamo vandens kokybės, miesto pobūdžio ir pan. Į nuotekų valymo įrenginius atitekantis valomo vandens srautas priklauso nuo vandens vieno gyventojo vandens sunaudojimo ir gyventojų skaičiaus. Miesto, miestelio ar rajono užterštų nuotekų debitai skaičiuojami kaip ir vandens debitai. Skaičiuojant didžiausius paros debitus, taikomas buitinių nuotekų netolygumo paros koeficientas. Nuotekų debitų ir užterštumų skaičiavimas ir analizė padeda racionaliau išsirinkti valymo technologiją, įrenginius bei reikalingas priemones nuotekų išvalymui. Nuotekų debitai priklauso nuo gyventojų skaičiaus, infiltracijos koeficientų, sąlyginės nuotekų normos, netolygumo, pritekėjimo koeficientų. 2.1 Nuotekų debitų skaičiavimas Projektuojant valymo įrenginius, būtina parinkti racionalią ir efektyvią valymo įrenginių technologinę schemą. Nuotekų valymo technologijos turi užtikrinti reikiamą vandens išvalymo laipsnį, esant minimalioms sąnaudoms. Skaičiavimams naudotas 7 literatūros šaltinis. 1. Vidutinis paros nuotekų debitas: ; m3/d (2.1) Čia: qsal.vid. – sąlyginė buitinių nuotekų norma, l/d. žm, qsal.vid. =120+(12·5) =180 l/d. žm; U – gyventojų skaičius, vnt, U=12·10000=120000 vnt; kinf – infiltracijos koeficientas, kinf=1,12.[7] m3/d. 2. Didžiausias paros nuotekų debitas: ; m3/d (2.2) Čia: kd. max – buitinių nuotekų pritekėjimo per parą netolygumo koeficientas, kd. max=1,26;[7] Qd.vid. – vidutinis paros nuotekų debitas, m3/d, Qd.vid. =24192 m3/d. m3/d. 3. Vidutinis valandos nuotekų debitas: ; m3/h (2.3) Čia: Qd.vid. – vidutinis paros nuotekų debitas, m3/d, Qd.vid. =24192 m3/d. m3/h . 4. Vidutinis sekundinis nuotekų debitas: ; l/s (2.4) Čia: Qh.vid. – vidutinis valandos nuotekų debitas, m3/h, Qh.vid. =1008 m3/h. l/s. 5. Maksimalus nuotekų valandos debitas: ; m3/h (2.5) Čia: k bdr.max – didžiausias bendro nuotekų pritekėjimo koeficientas, k bdr.max=1,15;[7] kit – lietaus ir polaidžio vandens įtekėjimo pro šulinio dangčius koeficientas , kit=1,10;[7] Qh.vid. – vidutinis valandos nuotekų debitas, m3/h, Qh.vid. =1008 m3/h. m3/h. 6. Maksimalus nuotekų sekundės debitas: ; l/s (2.6) Čia: Qh.max – maksimalus nuotekų valandos debitas, m3/h, Qh.max=1275,12 m3/h. l/s. Šių formulių pagalba apskaičiavau nuotekų debitus, kurie priklauso nuo gyventojų skaičiaus ir nuo nuotekų normos, tenkančios vienam žmogui. 2.2 Nuotekų užterštumo skaičiavimas Nuotekos yra panaudotas vanduo, kurį reikia išvalyti iki reikiamų higienos normų, kad būtų galima leisti į atvirus vandens telkinius. Užterštame vandenyje yra įvairiausių cheminiu teršalų, tokių kaip azotas, fosforo junginiai, organinės bei neorganinės, toksinės, skendinčios medžiagos. Tačiau pagrindinis užterštumo rodiklis šiuo atveju yra BDS5 ir ChDS5. ChDS5- tai cheminio deguonies sunaudojimas, parodantis sunkiai oksiduojančių medžiagų kiekį. Skaičiavimams naudotas 7 literatūros šaltinis. 1. Nuotekų užterštumas pagal suspenduotų medžiagų kiekį: ; mg/l (2.7) Čia: n – suspenduotų medžiagų kiekis nuotekose, , n=70;[2] qsal.vid. – sąlyginė buitinių nuotekų norma, l/d. žm; qsal.vid. =180 l/d. žm. mg/l. 2. Nuotekų užterštumas pagal biocheminį deguonies suvartojimą: ; mg/l (2.8) Čia: n – biocheminis deguonies suvartojimas, , n=60;[2] qsal.vid. – sąlyginė buitinių nuotekų norma, l/d. žm; qsal.vid. =180 l/d. žm. mg/l. 3. Nuotekų užterštumas pagal cheminį deguonies suvartojimą: ; mg/l (2.9) Čia: n – cheminis deguonies suvartojimas, , n=120;[2] qsal.vid. – sąlyginė buitinių nuotekų norma, l/d. žm; qsal.vid. =180 l/d. žm. mg/l. 4. Nuotekų užterštumas pagal bendrąjį azotą: ; mg/l (2.10) Čia: n – bendrojo azoto kiekis nuotekose, , n=12;[2] qsal.vid. – sąlyginė buitinių nuotekų norma, l/d. žm; qsal.vid. =180 l/d. žm. mg/l. 5. Nuotekų užterštumas pagal bendrąjį fosforą: ; mg/l (2.11) Čia: n – bendrojo fosforo kiekis nuotekose, , n=2,7;[2] qsal.vid. – sąlyginė buitinių nuotekų norma, l/d. žm; qsal.vid. =180 l/d. žm. mg/l. 6. Teršalų masė pagal suspenduotas medžiagas: ; kg/d (2.12) Čia: n – suspenduotų medžiagų kiekis nuotekose, , n=70;[2] U – gyventojų skaičius,vnt. U=120000 vnt. kg/d. 7. Teršalų masė pagal biocheminį deguonies suvartojimą: ; kg/d (2.13) Čia: n – biocheminis deguonies suvartojimas, , n=60;[2] U – gyventojų skaičius,vnt. U=120000 vnt. kg/d. 8. Teršalų masė pagal cheminį deguonies suvartojimą: ; kg/d (2.14) Čia: n – cheminis deguonies suvartojimas, , n=120;[2] U – gyventojų skaičius,vnt. U=120000 vnt. kg/d. 9. Teršalų masė pagal ir BNMBN ir BPMBP: (2.15) Šiame skyriuje apskaičiuoti biocheminio ir cheminio deguonies užterštumai nuotekose, reikalingi nustatant valymo pobūdį ir įrenginius. 3. Skaičiuojamieji debitai valymo įrenginių projektavimui Projektuojant nuotekų valymo įrenginius, jų skaičiavimuose naudojami ne esami, o projektiniai duomenys (šiuo atveju debitai). Tai daroma norint garantuoti, kad valymo įrenginiai tinkamai ir efektyviai veiks ne tik esant dabartiniams (realiems) debitams, bet ir kartais pasitaikantiems viršnorminiams nuotekų debitams. Todėl įvedamas atitinkamas koeficientas, kuris suteikia didesnes reikšmes skaičiuojamiesiems debitams, nei apskaičiuotieji realūs. Nuotekos valomos biologiškai, dumblas- mechaniškai ir kartu sausinamas. Skaičiavimams naudotas 7 literatūros šaltinis. 1. Vidutinis paros nuotekų skaičiuojamasis debitas: ; m³/d (3.1) Čia: Qd.vid. – vidutinis paros nuotekų debitas, Qd.vid. =24192 m3/d kvdv – valyklos savąsias nuotekas įvertinantis koeficientas, kvdv=1,07.[7] m³/d. 2. Didžiausias paros nuotekų skaičiuojamasis debitas: ; m³/d (3.2) Čia: Qd.max. – didžiausias paros nuotekų debitas, Qd.max. =30481,92 m3/d kvdv – valyklos savąsias nuotekas įvertinantis koeficientas, kvdv=1,07.[7] m³/d. 3. Vidutinis valandos nuotekų skaičiuojamasis debitas: ; m³/h (3.3) Čia: Qh.vid. – vidutinis valandos nuotekų debitas, Qh.vid. =1008 m3/h kvdv – valyklos savąsias nuotekas įvertinantis koeficientas, kvdv=1,07[7]. m³/h. 4. Vidutinis sekundinis nuotekų skaičiuojamasis debitas: ; l/s (3.4) Čia: Qs.vid. – vidutinis sekindinis nuotekų debitas, Qs.vid. =280 l/s kvdv – valyklos savąsias nuotekas įvertinantis koeficientas, kvdv=1,07.[7] l/s. 5. Maksimalus nuotekų valandos skaičiuojamasis debitas: ; m³/h (3.5) Čia: Qh.max. – maksimalus nuotekų valandos debitas, Qh.max. =1275,12 m3/h kvdv – valyklos savąsias nuotekas įvertinantis koeficientas, kvdv=1,07.[7] m³/h. 6. Maksimalus nuotekų sekundės skaičiuojamasis debitas: ; l/s (3.6) Čia: Qs.max. – maksimalus nuotekų sekundės debitas, Qs.max. =354,2 l/s kvdv – valyklos savąsias nuotekas įvertinantis koeficientas, kvdv=1,07.[7] l/s. Šiame skyriuje apskaičiavau skaičiuojamuosius debitus valymo įrenginių projektavimui. 4. Nuotekų valymo technologijos parinkimas Nuotekų pritekėjimo pobūdis parodo santykį tarp didžiausio ir vidutinio valandos debitų. Skaičiavimai imti iš 7 literatūros šaltinio. 1. Nuotekų pritekėjimo pobūdis: ; (4.1) Čia: Qh. max. – maksimalus nuotekų valandos debitas, m3/h, Qh. max. =1364,38 m3/h; Qh. vid – vidutinis valandos nuotekų debitas, m3/h, Qh. vid=1078,56 m3/h. . Kadangi kh 100 m3/ parą, ir organinės dalelės, kurių nusėdimo greitis lygus smėlio nusėdimo greičiui. Sodintuvuose dalelės, veikiamos gravitacijos jėgos, nusėda ant sodintuvo dugno arba išplaukia į paviršių. 1 – ramintuvas; 2 – grotinė; 3 – horizontali smėliagaudė; 4 – pirminis nusodintuvas; 5 – smėlio aikštelė. 5.1 pav. Nuotekų mechaninio valymo technologinė schema. Visų pirmiausia nuotekos patenka į ramintuvą. Iš ramintuvo teka į grotinę, o iš jos į smėliagaudę. Galiausiai iš smėliagaudės nuotekos patenka į pirminį nusodintuvą ir į smėlio aikštelę. 5.1.1 Ramintuvas Ramintuvas skirtas nuslopinti nuotekų tėkmės greitį kartu nukreipiant nuotekų srautą į valymo įrenginius ir sujungiant su atviruoju lataku.5.2 pav. pavaizduota ramintuvo schema. 5.2 pav. Ramintuvas L – ramintuvo ilgis; H – ramintuvo aukštis; hl – latako aukštis; B – ramintuvo plotis; bl – latako plotis. Parenku standartinį ramintuvą, kurio matmenys: L = 1500 mm, B = 1000 mm, H = 1500 mm. Nuotekos į ramintuvą patenka dviem ø500 mm skersmens slėginėmis linijomis. 5.1.2 GROTOS Grotos - įtaisas stambesniems nešmenims iš nuotekų srauto atskirti. Priklausomai nuo stambių nešmenų kiekio, įrenginio montavimo vietos, aptarnavimo lygio ir kitų parametrų, gali būti parenkamos įvairių tipų ir konstrukcinių sprendimų grotos. Gali būti rankinės, mechaninės, automatinės ir kt. grotos, grotų kameros. Grotos sulaiko stambius kietuosius nešmenis (skudurus, pakavimo tarą ir pan.) ir apsaugo sumontuotus įrenginius ir vamzdynus nuo pažeidimo. 5. 3 pav. Grotų schema H1 – vandens lygis prieš grotas; H2 – vandens lygis po grotų;  H – slėgio nuostoliai. Sugautos atliekos šalinamos mechaniniu arba rankiniu būdu. Vėliau išvežamos į sąvartyną. 1. Tarpelių skaičius grotose: , vnt (5.1) Čia: K – koeficientas, įvertinantis nuotekų tekėjimo srovės per grotas susiaurėjimą, K=1,08;[15] - maksimalus nuotekų sekundės skaičiuojamasis debitas m³/s, m³/s; - nuotekų pritekėjimo aukštis m, m;[15] - nuotekų tekėjimo greitis tarpeliuose, m/s, m/s;[15] - tarpelių tarp grotų strypų plotis, mm, mm.[12] vnt. 2. Grotelių plotis: , m (5.2) Čia: S – strypų plotis, mm, S=8mm.[12] m. 3. Nuotekų tekėjimo greičio tarpeliuose patikrinimas: , m/s (5.3) Čia: K – koeficientas, įvertinantis nuotekų tekėjimo srovės per grotas susiaurėjimą, K=1,08;[15] - maksimalus nuotekų sekundės skaičiuojamasis debitas m³/s, m³/s; - nuotekų pritekėjimo aukštis m, m;[15] - tarpelių skaičius vienose grotose, vnt, vnt; - tarpelių tarp grotų strypų plotis, mm, mm;[12] N – grotų skaičius, vnt, N=1 vnt. m/s. 4. Koeficientas, įvertinantis vietinius slėgio nuostolius grotose: (5.4) Čia: - koeficientas, priklausantis nuo strypų formos, ;[15] - grotų polinkio kampas, ;[15] S – strypų plotis, mm, S=8mm;[12] - tarpelių tarp grotų strypų plotis, mm, mm.[12] . 5. Grotų aukštis: ,m (5.5) Čia: - koeficientas, įvertinantis vietinius slėgio nuostolius grotose, ;[15] - nuotekų tekėjimo greitis tarpeliuose, m/s, m/s;[15] g – laisvojo kritimo pagreitis, m/s², g=9,81 m/s²; P – koeficientas, įvertinantis slėgio nuostolius, atsiradusius dėl grotų užsiteršimo, P=3.[15] m. 6. Sulaikomų nešmenų kiekis: ,m³/parą (5.6) Čia: - nešmenų kiekis vienam gyventojui per metus, l /žm, l /žm; U – gyventojų skaičius,vnt. U=120000 vnt. m³/parą. Pagal skaičiavimus tarpelių grotose skaičius yra 22. Taip pat apskaičiavau grotų plotį, slėgio nuostolius, pasipriešinimo koeficientą, atsižvlegiant, kokia strypo forma. 5.1.3 SMĖLIAGAUDĖ Smėliagaudės reikalingos, kad sulaikytų vandenyje esantį smėlį ir kitus netirpius mineralinius teršalus. Jos skirstomos į kelis tipus: 1. Horizontalios; 2. Vertikalios; 3. Tangentinės; 4. Aeracinės. 5.4 pav. Vertikali smėliagaudė Vertikalios smėliagaudės yra labai didelių gabaritų, dirba gana neefektyviai. Smėliagaudžių konstrukcijos turi užtikrinti reikalingo diametro dalelių nusėdimą, apriboti organinių dalelių nusėdimą. Smėliagaudės paskirtis- išskirti smulkiąsias mineralines daleles iš nuotekų. Parenku dvi darbines vertikalias smėliagaudes. Skaičiavimai paimami iš [4], [9]. Nutekamojo vandens srautas patekęs į įrenginį nuraminamas, nusėda sunkiosios dalelės. Įrenginyje yra įmontuota pertvara, to pasekoje pailgėja nusodinimo laikas ir nusodinama daugiau skendinčių medžiagų. Vertikalios smėliagaudės skaičiavimas: 1. Projektuojamos ne mažiau kaip dviejų sekcijų smėliagaudės (n≥2). Vienos smėliagaudės sekcijos našumas neturi viršyti 10-15tūkst. m³/parą. 2. Smėliagaudės sekcijos skerspjūvio plotas: ,m² (5.7) Čia: - maksimalus nuotekų sekundės skaičiuojamasis debitas m³/s, m³/s; n – smėliagaudės sekcijų skaičius, vnt, n=4; - vandens apkrova, tenkanti smėliagaudei esant maksimaliam nuotekų pritekėjumui, m³/(m²·val), m³/(m²·val).[9] m². 3. Kiekvieno skyriaus skersmuo: ,m (5.8) Čia: F - smėliagaudės sekcijos skerspjūvio plotas, m², m². m. 4. Smėliagaudės gylis ir smėliagaudės bunkerio konusinės dalies aukštis : ,m (5.9) ,m (5.10) Čis: D - kiekvieno skyriaus skersmuo, m, D=1,83; t – nuotekų tekėjimo laikas smėliagaudėje, s, t=150s;[4] v – nuotekų tekėjimo greitis smėliagaudėje, lygus hidrauliniam smėlio stambumui, mm/s, v=24,2mm/s.[9] m. m. 5. Per parą sulaikomo smėlio kiekis: , m³/parą (5.11) Čia: U – gyventojų skaičius,vnt. U=120000 vnt; - sulaikomo smėlio kiekis, l/(žm.·parą), l/(žm.·parą). m³/parą. 6. Laiko tarpas tarp smėlio iškrovimų iš smėliagaudės: , paros (5.12) Čia: n – smėliagaudės sekcijų skaičius, vnt, n=4; D - kiekvieno skyriaus skersmuo, m, D=1,83; - smėliagaudės bunkerio (konusinės dalies) aukštis m; - per parą sulaikomo smėlio kiekis m³/parą , m³/parą. paros. 7. Bendras smėliagaudės projektinis aukštis: ,m (5.13) Čia: - smėliagaudės bunkerio (konusinės dalies) gylis,m, m; - smėliagaudės bunkerio (konusinės dalies) aukštis m. m. Nuotekų mechaninio valymo įrengimuose parinkau vertikalią smėliagaudę. Atlikus skaičiavimus nustačiau tokius parametrus: Smėliagaudės skerspjūvio plotas: m2; Kiekvieno skyriaus skersmuo: D=1,83 m; Smėliagaudės gylis: m; Smėliagaudės bunkerio konusinės dalies aukštis: m; Per parą sulaikomo smėlio kiekis: m³/parą; Laiko tarpas tarp smėlio iškrovimų iš smėliagaudės: paros; Bendras smėliagaudės aukštis: m. 5.1.4 SMĖLIO AIKŠTELĖ 1. Metinis smėliagaudėse sulaikomo smėlio kiekis: , m³/metus (5.14) Čia: U – gyventojų skaičius,vnt. U=120000 vnt; - sulaikomo smėlio kiekis, l/(žm.·parą), l/(žm.·parą). m³/metus. 2. Darbinis aikštelės plotas: , m² (5.15) Čia: - metinis smėliagaudėse sulaikomo smėlio kiekis, m³/metus, m³/metus; - metinė aikštelės apkrova, m³/(m²·met), m³/(m²·met).[15] m². 3. Bendras aikštelių plotas: , m² (5.16) Čia: - darbinis aikštelės plotas, m², m². m². Šiame skyriuje apskaičiavau, kad per metus smėliagaudėje susidaro m3 smėlio. Tokiam smėliui nusausinti reikia m2 smėlio aikštelių ploto. 5.1.5 DEBITOMAČIO PARINKIMAS Debitomačio paskirtis – tiekiamo į valymo įrenginius nuotekų kiekio matavimas. Nuotekų debitą galima matuoti slėginiuose vamzdžiuose arba atviruose latakuose. Galimi trys atvirų latakų tipai: 1. Venturi latakas; 2. Paršalio latakas; 3. Plonasienė užtvanka su trikampe išpjova; Priimu, kad nuotekos valymo įrenginiuose teka savitaka. Tokiu atveju debito matavimui gali būti naudojamas pakankamai tikslus Venturi latakas. Venturi latakas susideda iš keturių pagrindinių dalių: • Srauto įtekėjimo dalies; • Susiaurėjimo dalies; • Sąsiaurio (angos); • Išėjimo difuzoriaus. 5.5 pav. Venturi latakas Venturi latakas skirtas skysčių su netirpiomis priemaišomis srauto matavimui. Dažniausiai naudojamas Venturi latakas su horizontaliu dugnu ir šoniniu srauto spaudimu, kuris parenkamas remiantis didžiausiu valandos nuotekų debitu. Pagal Q h.max =1364,38 m3/h, parenku Venturi lataką V15. Venturi latako V15 geometriniai matmenys ir srauto matavimo ribos pateikiamos lentelėje. 1 lentelė. Venturi latako V15 geometriniai matmenys ir srauto matavimo ribos [6]. B, mm b, mm mm H, mm A, mm l1, mm I, mm R, mm l, mm D, mm L, mm F, mm 1500 21.1 800 338.7 800 900 800 2400 609 923 1200 1384 6393 8000 5.1.6 PIRMINIS NUSODINTUVAS Pirminiai nusodintuvai reikalingi pradiniam nuotekų, tekančių į biologinio ar fizikinio – cheminio valymo įrenginius skaidrinimui. Pirminiai nusodintuvai skirstomi į: • Vertikaliuosius; • Horizontaliuosius; • Radialinius. Nusodintuvai projektuojami atsižvelgiant į valymo įrenginių našumą, nutekamųjų vandenų kiekį ir ypatybes, galimybę sutankinti ir transportuoti susidarančias nuosėdas, vietinės sąlygas. Prieš biologinį valymą suspenduotų medžiagų kiekis nuotekose turi SM ≤ 100 mg/l. Mano atveju, suspenduotų medžiagų kiekis yra lygus 388,89 mg/l. Tokiu atveju reikia projektuoti pirminius nusodintuvus. Projektavimui pasirenku pirminius horizontalius nusodintuvus. 5.6 pav. Pirminis horizontalus nusodintuvas Pirminiame nusodintuve nuotekos lėtai tekėdamos nuskaidrėja, didžioji dalis stambiųjų nešmenų, pakibusių dalelių nusėda pirmoje kameros dalyje ir toliau, veikiamos anaerobinių puvimo bakterijų, yra dalinai suskaidomos. Pirminiame nusodintuve vyksta anaerobinis nuotekų valymas. Horizontalaus nusodintuvo skaičiavimas: 1. Hidraulinis suspenduotų medžiagų stambumas: , mm/s (5.17) Čia: - nusodintuvo darbinės (pratekamosios) dalies gylis, m, m;[15] - koeficientas, įvertinantis darbinės dalies tūrio pokyčius, ;[15] - suspenduotų medžiagų nusodinimo trukmė nusodintuve, ;[15] - suspenduotų medžiagų sluoksnio gylis nusodintuve, m, m;[15] - buitinių nuotekų užterštumo lygio rodiklis, .[15] mm/s. 2. Bendras nusodintuvo sekcijų skaičius: , m (5.18) Čia: - maksimalus nuotekų sekundės skaičiuojamasis debitas m³/s, m³/s; - vidutinis nuotekų tekėjimo greitis, m/s, m/s;[15] - nusodintuvo darbinės (pratekamosios) dalies gylis, m, m. . 3. Parenkamas vienos nusodintuvo sekcijos plotis , m, m. Priėmus vienos sekcijos plotį apskaičiuojamas nusodintuvo sekcijų skaičius: (5.19) Čia: - bendras nusodintuvo sekcijų skaičius, ; - vienos nusodintuvo sekcijos plotis, m, m. . 4. Tikrinamas nuotekų tekėjimo greitis nusodintuve: ,mm/s (5.20) Čia: - maksimalus nuotekų sekundės skaičiuojamasis debitas m³/s, m³/s; - nusodintuvo darbinės (pratekamosios) dalies gylis, m, m; - vienos nusodintuvo sekcijos plotis, m, m; n - nusodintuvo sekcijų skaičius, . mm/s. 5. Nusodintuvo ilgis: ,m (5.21) Čia: - vidutinis nuotekų tekėjimo greitis, m/s, m/s; - nusodintuvo darbinės (pratekamosios) dalies gylis, m, m; - koeficientas, įvertinantis darbinės dalies tūrio pokyčius, ;[15] - hidraulinis suspenduotų medžiagų stambumas, mm/s, mm/s; - turbulentinės komponentės greitis, mm/s, mm/s. m. 6. Bendras nusodintuvo projektinis aukštis: ,m (5.22) Čia: - nusodintuvo darbinės (pratekamosios) dalies gylis, m, m; - nusodintuvo borto aukštis,m, m; - nusodintuvo dugne susidariusių nuosėdų sluoksnis, m, m. m. 7. Susidariusio dumblo kiekis: , m³/parą (5.23) Čia: - vidutinis paros nuotekų skaičiuojamasis debitas, m³/parą, m³/parą; - įtekančių į nusodintuvą suspenduotų medžiagų koncentracija, mg/l, mg/l; - ištekančių iš nusodintuvo suspenduotų medžiagų koncentracija, mg/l, mg/l; - dumblo drėgnis, %, ;[15] - dumblo tankis, g/cm³, g/cm³.[15] m³/parą. 8. Nusodintuvo dumblo surinkimo kameros tūris: , m³ (5.24) Čia: - vienos nusodintuvo sekcijos plotis, m, m; - dumblo surinkimo kameros sienų polinkio kampas, .[15] m³. 9. Laiko tarpas tarp dumblo iškrovimų iš nusodintuvo: , val (5.25) Čia: n - nusodintuvo sekcijų skaičius, ; - nusodintuvo dumblo surinkimo kameros tūris, m³, m³; - susidariusio dumblo kiekis, m³/parą, m³/parą. val. Mechaninis valymas- tai pirmoji vandens valymo stadija. Vanduo valomas ir biologiniuose valymo įrenginiuose. Šiuo būdu iš nuotekų yra pašalinama apie 90% mineralinių ir 20% neištirpusių organinių priemaišų. Po mechaninio valymo vandens kokybė biologiniu požiūriu nedaug pasikeičia, ir sumažėja tik 20%, todėl dar apie 80% lieka biologiniam valymui. 5.2 BIOLOGINIS NUOTEKŲ VALYMAS Biologinio nuotekų valymo paskirtis – išvalyti nuotekas nuo įvairių organinių teršalų, panaudojant mikroorganizmų gyvybinę veiklą. Dalis suskaidytos organinės medžiagos virsta anglies dioksido dujomis, dalis azoto ir fosforo jonais, dalis naudojama kaip biomasės prieauglis. Biologiniam valymui naudojami įrenginiai, dirbantys esant artimoms natūralioms ( filtravimo ir laistymo laukai, biologiniai tvenkiniai) ir dirbtinėms sąlygoms (biologiniai filtrai, įrenginiai su aktyviuoju dumblu). 5.7 pav. Biologinio nuotekų valymo principinė schema 1 – Aerotankas; 2 – Antriniai nusodintuvai; 3 – Siurblinė. Nuotekų biologinio valymo įrenginius galima suskirstyti taip: • veikiantys dirbtinėmis sąlygomis; • aeraciniai įrenginiai (aktyviojo dumblo įrenginiai); • biologiniai filtrai (biologinės plėvelės įrenginiai); • veikiantys pusiau gamtinėmis sąlygomis; • gruntinės filtracijos įrenginiai (požeminiai filtracijos laukeliai, šuliniai, smėlio-žvyro filtrai ir pan.); • biologiniai tvenkiniai. Aerotanko parinkimas: Nuotekos valomos pagal tokią technologinę schemą: jos tiekiamos iš mechaninio valymo įrenginių į aerotanką, kuriame yra aktyvusis dumblas; po to reikiamos aeravimo trukmės biologiškai išvalytų nuotekų ir aktyviojo dumblo mišinys iš aerotanko patenka į antrinius nusodintuvus, kuriuose dumblas atskiriamas nuo vandens, tokiu būdu valytos nuotekos išteka iš antrinių nusodintuvų, o aktyvusis dumblas grąžinamas į aerotanką, siekiant palaikyti jame reikiamą aktyviojo dumblo koncentraciją. Biocheminio proceso metu susidaręs dumblo perteklius atskiriamas ir šalinamas į dumblo koncentraciją. Biocheminio proceso metu susidaręs dumblo perteklius atskiriamas ir šalinamas į dumblo apdorojimo ir sausinimo įrenginius. Aerotanko paskirtis- valomų nuotekų ir aktyvaus dumblo aeravimas. Po mechaninio nuotekų valymo ir sumažėja 20%. 5.8 pav. Aerotankas 1 - nutekamojo vandens padavimo vamzdis; 2 - suspenduotų medžiagų viršutinė riba; 3 - oro padavimo vamzdis; 4 - vandens surinkimo latakas; 5 - cirkuliuojančio vandens reguliavimo skląstis; 6 - maišyklė; 7 - nuosėdų filtras; 8 - skaidrinimo zona; 9 - išvalyto vandens išleidimo kanalas; 10 – aeratorius. Sumaišius aktyviojo dumblo ir nuotekų porcijas, į aktyvųjį dumblą patenka dideli teršalų kiekiai. Toliau tekant dumblo mišiniui aktyviojo dumblo apkrova staiga mažėja, todėl mikroorganizmai gali praeiti visas augimo fazes, o tai sudaro nepalankias sąlygas pastovioms mikroorganizmų grupėms susidaryti. Deguonies deficitas koridoriaus pradžioje apie tris kartus didesnis negu gale (esant pastoviam aeravimo intensyvumui). Nuotekų liekamasis užterštumas didžiausias koridoriaus pradžioje, ir palaipsniui mažėja pagal ilgį. Tačiau liekamasis užterštumas priklauso nuo valomų nuotekų kiekio ir jų pradinio užterštumo. Aerotankai taikomi ten, kur mažas nuotekų pritekėjimo netolygumas. Aerotanko skaičiavimas: Po mechaninio nuotekų valymo BDS5 ir ChDS sumažėja 20%. Todėl aerotanko projektavimui BDS5 apskaičiuojamas pagal forumulę: , mg/l (5.26) Čia: - nuotekų užterštumas pagal biocheminį deguonies suvartojimą, mg/l, mg/l. mg/l. Aerotanko projektavimui ChDS apskaičiuojamas pagal formulę: mg/l (5.27) Čia: - nuotekų užterštumas pagal biocheminį deguonies suvartojimą, mg/l, mg/l. mg/l. Aerotanko parametrų skaičiavimas: 1. Nuotekose esančių organinių teršalų skaidymo greitis: (5.28) Čia: – maksimalus nuotekose esančių organinių teršalų skaidymo greitis,mgBDS5/(g·para). Buitinėms nuotekoms priimamas 85 mgBDS5/(g·parą);[15] Lex – BDS5 koncentracija po aerotanko, priimama remiantis nuotekų užterštumo normomis LAND 10–96 (1997 m. liepos 24 d. LR Aplinkos ministro įsakymas Nr. 127).Lex=15mg/l;[2] Co – deguonies koncentracija nuotekose, priimama 2 mg/l; Kl – koeficientas, įvertinantis nuotekų užterštumo laipsnį, mgBDS5/l. Buitinėms nuotekoms priimamas 33 mgBDS5/l;[15] Ko – koeficientas, įvertinantis deguonies įtaką nuotekų valymui, mgO2/l. Buitinėms nuotekoms priimamas 0,625 mgO2/l; - koeficientas, įvertinantis mikroorganizmų slopinimą, l/g. Buitinėms nuotekoms priimamas 0,07 l/g;[15] ai – aktyvaus dumblo koncentracija aerotanke, priimama 4,6 mg/l.[15] . 2. Nuotekų aeracijos periodas: , val (5.29) Čia: Len – nuotekų, patenkančių į aerotanką koncentracija pagal BDS5, mg/l; mg/l; Lex – BDS5 koncentracija po aerotanko, priimama remiantis nuotekų užterštumo normomis LAND 10–96 (1997 m. liepos 24 d.LR Aplinkos ministro isakymas Nr.127).Lex=15mg/l;[2] s – koeficientas įvertinantis dumblo peleningumą. Buitinėms nuotekoms priimamas 0,3; ai – aktyvaus dumblo koncentracija aerotanke, priimama 4,6 mg/l; - nuotekose esančių organinių teršalų skaidymo greitis, val. 3. Aktyviojo dumblo apkrova: (5.30) Čia: Len – nuotekų, patenkančių į aerotanką koncentracija pagal BDS5, mg/l; mg/l; Lex – BDS5 koncentracija po aerotanko, priimama remiantis nuotekų užterštumo normomis LAND 10–96 (1997 m. liepos 24 d. LR Aplinkos ministro isakymasNr.127).Lex=15mg/l;[2] s – koeficientas įvertinantis dumblo peleningumą. Buitinėms nuotekoms priimamas 0,3; ai – aktyvaus dumblo koncentracija aerotanke, priimama 4,6 mg/l; - nuotekų aeracijos periodas, val, . 4. Žinant A apskaičiuojamas dumblo indeksas cm³/g. Dublo indeksas apskaičiuojamas interpoliacijos būdu[15]. cm³/g. 5. Aktyviojo dumblo recirkuliacijos lygis: (5.31) Čia: ai – aktyvaus dumblo koncentracija aerotanke, priimama 4,6 mg/l; - dumblo indeksas, cm³/g cm³/g. 6. Aerotanko tūris: ,m³ (5.32) Čia: Qsk. vid – vidutinis valandos nuotekų debitas, m3/h, Qsk. vid=1078,56 m3/h; - nuotekų aeracijos periodas, val, [15] m³. 7. Aerotanko ilgis: ,m (5.33) Čia: - aerotanko tūris m³,4583,88m³; - aerotanko sekcijų skaičius, ; - aerotanko koridorių skaičius vienoje sekcijoje, ; - aerotanko koridoriaus plotis,m, m; - aerotanko koridoriaus darbinės dalies gylis, m, m. m. 8. Aktyviojo dumblo prieaugis: , mg/l (5.34) Čia: - į aerotanką patenkančių po mechaninio valymo suspenduotų medžiagų koncentracija, mg/l, 120mg/l; - koeficientas, įvertinantis dumblo prieaugį, ;[15] Len – nuotekų, patenkančių į aerotanką koncentracija pagal BDS5, mg/l; mg/l. mg/l. Aeracinės sistemos skaičiavimas: Aerotankuose dažniausiai naudojami pneumatiniai aeratoriai. Aeratoriai turi būti tolygiai išdėstyti per visą aerotanko kolidoriaus plotą 1. Deguonies tirpumas vandenyje: . , mg/l (5.35) Čia: - aeratoriaus panardinimo gylis, m, m; - vandens prisotinimo deguonimi koncentracija, mg/l, mg/l.[15] mg/l. 2. Nuotekų aeracijai reikalingas oro kiekis: , m³/m³ (5.36) Čia: - aeravimui ore esančio deguonies sunaudojimas, mg/mg; Len – nuotekų, patenkančių į aerotanką koncentracija pagal BDS5, mg/l; mg/l; Lex – BDS5 koncentracija po aerotanko, priimama remiantis nuotekų užterštumo normomis LAND 10–96 (1997 m. liepos 24 d. LR Aplinkos ministro isakymas Nr. 127); Lex=15[2] K1 – koeficientas, įvertinantis aeratoriaus tipą, K1=2 ;[15] K2 – koeficientas, įvertinantis aeratoriaus panardinimo gylį ha, K2=1,378 ;[15] KT – koeficientas, įvertinantis buitinių nuotekų temperaturą ir apskaičiuojamas pagal formulę: KT =1+ 0,02· (T w − 20) (5.37) Tw – vidutinė nuotekų temperatura vasaros periodu, Tw =22°C;[15] K3– koeficientas, įvertinantis nuotekų užterštumą. Buitinėms nuotekoms lygus 0,85.[15] CO – ištirpusio deguonies koncentracija nuotekose, priimama 2 mg/l.[15] - deguonies tirpumas vandenyje, mg/l,mg/l.[15] KT =1+ 0,02· (22 − 20) =1,04 m³/m³. 3. Aeracijos intensyvumas: , m³/(m²/val) (5.38) Čia: - nuotekų aeracijai reikalingas oro kiekis m³/m³ m³/m³; - aerotanko koridoriaus darbinės dalies gylis, m, m; - aeracijos periodas, val, 4,25val. m³/(m²/val). 4. Reikalingas aeratorių skaičius viename aerotanko kolidoriuje: , vnt (5.39) Čia: - aeracijos intensyvumas, m³/(m²/val), 5,03m³/(m²/val); - aerotanko koridoriaus plotis,m, m; - oro kiekis, tenkantis vienam aeratoriui, m³/(m²/val) , m³/(m²/val); - vienos eilės aerotankų aikštelės dydis, tenkantis 1-am aerotanko ilgio metrui, m²/m, Aeratoriui, kurio m³/(m²/val),skersmuo yra 0,114 m, tuomet fd = 0,114 m²/m. vnt. 5. Bendras aerotanke sunaudojamas oro kiekis: , m³/val (5.40) Čia: - nuotekų aeracijai reikalingas oro kiekis m³/m³10,69 m³/m³; Qsk. vid – vidutinis valandos nuotekų debitas, m3/h, Qsk. vid=1078,56 m3/h. m³/val. Antrinių nusodintuvų skaičiavimas: Antrinių nusodintuvų paskirtis aktyvaus dumblo, kuris patenka į juos su iš valytomis nuotekomis nusodinimas ir pašalinamas. Perteklinis dumblas nukreipiamas į dumblo nusodintuvus, aktyvus dumblas – į aerotanką. Antrinių nusodintuvų mažiausiai turi būti 3. 1. Nusodintuvui tenkanti vandens apkrova: m³/(m²·val) (5.41) Čia: - koeficientas, įvertinantis sodinamosios nusodintuvo dalies tūrį ir priklauso nuo sodintuvo tipo. Radialiniams nusodintuvams – 0,4, vertikaliems – 0,35, horizontaliems – 0,45;[15] Hset – nusodintuvo darbinės (pratekamosios) dalies gylis, m, horizontaliam ir radialiniamm; vertikaliam m; - dumblo indeksas, cm³/g cm³/g; ai – aktyvaus dumblo koncentracija aerotanke, priimama 4,6mg/l;[15] - dumblo koncentracija nuskaidrintame vandenyje, mg/l, .[15] Horizontaliam: m³/(m²·val). 2. Parenkamas nusodintuvų kiekis. Nusodintuvų skaičius neturi būti mažesnis už 3. 3. Nusodintuvo sekcijos skerspjūvio plotas: m², (5.42) Čia: Qsk. max – maksimalus skaičiuojamasis valandos nuotekų debitas, m3/h, Qsk. max=1364,38 m3/h n – nusodintuvų sekcijų skaičius, n=4; - nusodintuvui tenkanti vandens apkrova m³/(m²·val), m³/(m²·val). Horizontaliam: m²; Horizontalaus nusodintuvo skaičiavimas: 1. Nusodintuvo vienos sekcijos plotis m. 2. Nusodintuvo ilgis: ,m (5.43) Čia: Qsk. max – maksimalus skaičiuojamasis valandos nuotekų debitas, m3/h, Qsk. max=1364,38 m3/h n – nusodintuvų sekcijų skaičius, n=4; - nusodintuvo vienos sekcijos plotis, m, m. m. 3. Bendras nusodintuvo aukštis, neskaitant dumblo surinkimo bunkerio: , m (5.44) Čia: Hset – nusodintuvo darbinės (pratekamosios) dalies gylis, m, horizontaliamm;[15] - nusodintuvo borto aukštis, m, m; - nusodintuvo dugne susidariusių nuosėdų sluoksnis, m, m. m. 4. Nusodinamo dumblo kiekis: , m³/parą (5.45) Čia: - vidutinis paros nuotekų skaičiuojamasis debitas, m³/parą, m³/parą; ai – aktyvaus dumblo koncentracija aerotanke, priimama 4,6mg/l;[15] - dumblo drėgnis, %, ;[15] - dumblo tankis, g/cm³, g/cm³.[15] m³/parą. 5. Nusodintuvo dumblo surinkimo kameros tūris: , m³ (5.46) Čia: - vienos nusodintuvo sekcijos plotis, m, m; - dumblo surinkimo kameros sienų polinkio kampas, .[15] m³. 6. Laiko tarpas tarp dumblo iškrovimų iš nusodintuvo: , val (5.47) Čia: n - nusodintuvo sekcijų skaičius, ; - nusodintuvo dumblo surinkimo kameros tūris, m³, m³; - susidariusio dumblo kiekis, m³/parą, m³/parą. val. Šiame skyriuje apskaičiavau pagrindinius antrinių nusodintuvų duomenis, kurie reikalingi, kad būtų tinkamai suprojektuoti ir eksploatuojami. 6. CHEMINIS NUOTEKŲ VALYMAS Nuotekų dezinfekavimo paskirtis – nuotekose esančių patogeninių mikroorganizmų sunaikinimas. Po valymo irenginių Coli bakterijos turi buti sunaikinamos iki 100 %. Nuotekoms pratekėjus biologinio valymo įrenginiu, sunaikinama 90 – 95 % bakterijų. Tokių nuotekų negalima išleisti į aplinką, todėl prieš išleidžiant nuotekas į atvirus vandens telkinius, jas būtina dezinfekuoti. Dezinfekcijai gali būti naudojami ultragarso, elektrolizės, bakterijas žudančių spindulių (ultravioletinių spindulių), ozonavimo arba chloravimo metodai. Dažniausiai dezinfekcine medžiaga naudojamas chloras. Nuotekų dezinfekavimas skirtas sunaikinti nuotekose esančias patogenines bakterijas. Nuotekų valyklose įrengiamos dezinfekavimo stotys, kuriose dažniausiai naudojamas chloras. 6 pav. Nuotekų cheminio apdorojimo technologinė schema Nutekamiesiems vandenims valyti naudojami ir mišrūs fiziniai – cheminiai metodai, paremti koaguliacijos, sorbcijos, flotacijos, ekstrakcijos, elektrodializės ir kt. reiškiniais. 6.1 DEZINFEKAVIMUI REIKALINGO CHLORO KIEKIO SKAIČIAVIMAS Projektuojant nuotekų dezinfekavimo įrenginius, reikia nustatyti chloro kiekį, atitinkamai atsižvelgiant į valandinį nuotekų debitą. 1.Chloro kiekio nustatymas: (6.1) Čia: - cloro dozė, g/m³, ;[15] Qsk. max – maksimalus skaičiuojamasis valandos nuotekų debitas, m3/h, Qsk. max=1364,38 m3/h. . Atlikus skaičiavimus gavau, kad dezinfekavimui reikalingo chloro kiekis lygus 4,09kg/h. 6.2 MAIŠYTUVO PARINKIMAS Maišytuvas skirtas nuotekų maišymui su chloru. Maišytuvai parenkami pagal didžiausią valandinį skaičiuojamąjį debitą. Renkuosi Paršalio lataką, kadangi jis naudojamas nuotekų maišymui su chloruotu vandeniu esant debitams 1400 – 280000 m³/d. 6.1 pav. Paršalio latakas 2 lentelė. Paršalio latako P6 geometriniai matmenys ir srauto matavimo ribos [6]. Maišytuvas sudarytas iš: itekėjimo kanalo dalies su vertikaliomis sienelėmis ir horizontaliu dugnu (konfuzorius), susijungiančio su latako sąsiauriu (anga); sąsiaurio su lygiagrečiomis vertikaliosiomis sienelėmis ir dugnu, su nuolydžiu 3:8 vandens tekėjimo kryptimi; ištekėjimo kanalo dalies (difuzoriaus) su išsiskiriančiomis vertikaliomis sienelėmis. Dėl vandens srauto tekėjimo susiaurėjimo ir dugno nuolydžio pasikeitimo antriniame praplatėjime susidaro hidraulinis šuolis, kuriame vyksta intensyvus chloruoto vandens ir nuotekų maišymasis. 6.3 KONTAKTINIŲ REZERVUARŲ SKAIČIAVIMAS Kontaktinio rezervuaro paskirtis užtikrinti kontaktą tarp chloro ir nuotekų. Kontaktiniai rezervuarai turi būti vienas arba du. 1. Kontaktinio rezervuaro tūris: (6.2) Čia: Qsk. max – maksimalus skaičiuojamasis valandos nuotekų debitas, m3/h, Qsk. max=1364,38 m3/h; - nuotekų išbuvimo trukmė kontaktiniuose rezervuaruose, min, - kontaktinių rezervuarų skaičius, . . 2. Kontaktinio rezervuaro ilgis: (6.3) Čia: - nuotekų pritekėjimo greitis į kontaktinį rezervuarą, m/min, - nuotekų išbuvimo trukmė kontaktiniuose rezervuaruose, min, . . 3. Kontaktinio rezervuaro skerspjūvio plotas: (6.4) Čia: - kontaktinio rezervuaro tūris, m³, ; - kontaktinio rezervuaro ilgis, m, . . 4. Kontaktinio rezervuaro plotis: ; m (6.5) Čia: - kontaktinio rezervuaro plotis,m, ; - kontaktinio rezervuaro gylis, m, . m. 5. Kontaktinio rezervuaro gylis: (6.6) Čia: - kontaktinio rezervuaro skerspjūvio plotas, m², ; - kontaktinio rezervuaro plotis,m, . . 6. Nuosėdų kiekis kontaktiniame rezervuare: (6.7) Čia: - vidutinis paros nuotekų skaičiuojamasis debitas, m³/parą, m³/parą; - nuosėdų norma, l/m³, . . Šiame skyriuje apskaičiavau kontaktinio rezervuaro parametrus: tūrį, ilgį, skerspjūvio plotą, plotį, gylį ir nuosėdų kiekį kontaktiniame rezervuare. 7. IŠVALYTŲ NUOTEKŲ IŠLEISTUVAS Į VANDENS TELKINĮ Nuotekų išleidimui į atvirus telkinius naudojami du išleidimo būdai: nuo kranto tiesiai į vandens telkinį arba išsklaidyta srove į toliau esantį vandens telkinį. Išleidimo vamzdis gali būti užliejamas arba neužliejamas. 7 paveiksle pavaizduota principinė nuotekų išleidimo į vandens telkinį schema su neužliejamu išleidimo vamzdžiu. 7 pav. Principinė nuotekų išleidimo į vandens telkinį schema su neužliejamu išleidimo vamzdžiu Per išleistuvą, išvalytos nuotekos gali būti išleidžiamos į atvirus vandens telkinius. 8. DUMBLO APDOROJIMAS Dumblo apdorojimo paskirtis - dumblo tūrio ir drėgnumo mažinimas bei organinių medžiagų skaidymas. Dumblo apdorojimą sudaro: 1. Dumblo tankinimas; 2. Fermentavimas (stabilizavimas); 3. sausinimas; 4. utilizavimas; 5. išvežimas. 8 pav. Dumblo apdorojimo principinė schema 1 – Valytuvas; 2 – Tankintuvas; 3 – Metatankas; 4 – Sausinimo aikštelės; 5 – Sandėliavimas, utilizavimas, kompostavimas. 8.1 DUMBLO TANKINTUVAS Dumblo tankintuvas skirtas dumblo tūrio ir drėgnumo mažinimui. Taip pat tankintuvas mažina organinių medžiagų skaidymą. Jei valykloje yra biologinis nuotekų valymas, rekomenduojama naudoti radialinius tankintuvus. 8.1 pav. Radialinis dumblo tankintuvas Tankintuvų skaičius neturi būti mažesnis už 2. I šiuos tankintuvus dumblas pateks iš pirminio ir antrinio nusodintuvų. 1. Maksimalus aktyviojo dumblo pritekėjimas į dumblo tankintuvą: (8) Čia: - į tankintuvą iš nusodintuvų patenkančio aktyviojo dumblo koncentracija, g/m³, ;[15] Qsk. max – maksimalus skaičiuojamasis paros nuotekų debitas, m3/d, Qsk. max=32615,65 m3/d; - sutankinto aktyviojo dumblo koncentracija, g/m³, .[15] 2. Skystos terpės kiekis: (8.1) Čia: - Maksimalus aktyviojo dumblo pritekėjimas į dumblo tankintuvą, – dumblo, tiekiamo į tankintuvą, drėgnis, % (= 99,2 %);[15] - sutankinto dumblo drėgnis, % (p2 = 98 %).[15] . 3. Centrinio dumblo tiekimo vamzdžio užimamas plotas: (8.2) Čia: - Maksimalus aktyviojo dumblo pritekėjimas į dumblo tankintuvą, - dumblo tekėjimo greitis vertikaliame vamzdyje, m/s (vv = 0,1 m/s).[15] . 4. Naudingas radialinio tankintuvo plotas: (8.3) Čia: - Maksimalus aktyviojo dumblo pritekėjimas į dumblo tankintuvą, - skaičiuojamoji apkrova tenkanti naudingam tankintuvo plotui, m3/(m2·val.). Kai į tankintuvą įtekančio dumblo koncentracija siekia 2–3 g/l, q0 = 0,5 m/val.[15] . 5. Bendras tankintuvo plotas: (8.4) Čia: - naudingas radialinio tankintuvo plotas, ; - centrinio dumblo tiekimo vamzdžio užimamas plotas . . 6. Vieno tankintuvo skersmuo: (8.5) Čia: - bendras tankintuvo plotas, ; n – tankintuvų skaičius, vnt. (ne mažiau kaip du), n=10 vnt. . 7. Tankintuvo dumblo kaupiamosios dalies tūris: (8.6) Čia: - Maksimalus aktyviojo dumblo pritekėjimas į dumblo tankintuvą, – dumblo, tiekiamo į tankintuvą, drėgnis, % (= 99,2 %);[15] - sutankinto dumblo drėgnis, % (p2 = 98 %);[15] n – tankintuvų skaičius, vnt. (ne mažiau kaip du), n=2 vnt; t – dumblo išlaikymo trukmė tankintuve, val. td = 8 val.[15] . 8. Tankintuvo darbinės dalies aukštis: (8.7) Čia: - skaičiuojamoji apkrova tenkanti naudingam tankintuvo plotui, m3/(m2·val.). Kai į tankintuvą įtekančio dumblo koncentracija siekia 2–3 g/l, q0 = 0,5 m/val.[15] t – dumblo tankinimo trukmė, val. Kai tiekiamo dumblo koncentracija siekia 2–3 g/l, t=5–8 val., t=8val.[15] . 9. Bendras tankintuvo aukštis: (8.8) Čia: - tankintuvo darbinės dalies aukštis,m, ; h – dumblo nusėdimo zonos aukštis, m. Kai naudojami dumblo siurbliai (erliftai) h=0,7 m. – atstumas nuo tankintuve esančio dumblo paviršiaus iki tankintuvo sienelės viršaus, m. Priimama, kad = 0,3 m. [15] . Šiame skyriuje apskaičiavau dumblo tankintuvo parametrus: maksimalų aktyviojo dumblo pritekėjimą į dumblo tankintuvą, skystos terpės kiekį, centrinio dumblo tiekimo vamzdžio užimamą plotą, naudingą radielinio tankintuvo plotą, bendrą tankintuvo plotą, vieno tankintuvo skersmenį, tankintuvo dumblo kaupiamosios dalies tūrį, tankintuvo darbinės dalies aukštį ir bendrą tankintuvo aukštį. 8.2 DUMBLO STABILIZAVIMAS Dumblo stabilizavimo paskirtis sustabdyti dumblo puvimą prieš tolesnį jo apdorojimą. Paprastai taikomas anaerobinis stabilizavimas – fermentavimas. Jis vyksta specialiuose įtaisuose – metantankuose. Jų turi būti ne mažiau kaip du. Metantankuose fermentavimas gali vykti mezofiniu rėžimu, t.y. temperatūra iki 33° C ir termofiliniu., kai temperatūra 33-53° C, Kuriuo rėžimu vyks fermentavimas priklauso nuo tolimesnio dumblo apdorojimo. Pasirenkamas mezofilinis dumblo fermentavimo rėžimas. Kadangi dumblo mišinys bus sausinimas mechaniškai. 1. Sutankinto dumblo kiekis: m³/val. (8.9) Čia: - valandinis perteklinis dumblas, lygus p – perteklinio dumblo drėgnumas, % (= 99,2 %);[15] - tankintuve esančio dumblo drėgnumas, % ( = 98 %).[15] 2. Dumblo mišinio drėgnumas: % (8.10) Čia: - žalio dumblo kiekis, lygus - žalio dumblo drėgnumas, (99,2%);[15] - tankinto dumblo kiekis, lygus ; - tankinto dumblo drėgnumas, (98%).[15] . 3. Metantanko tūris: (8.11) Čia: - žalio dumblo kiekis, lygus - tankinto dumblo kiekis, lygus ; e – pakraunamo į metantanką dumblo paros dozė, esant mezofiliniam režimui, e=10%.[15] . 4. Metantanko skerspjūvio plotas: (8.12) Čia: D – rezervuaro skersmuo,m, D=10m.[15] . 5. Metantanko aukštis: (8.13) Čia: - metantanko tūris, ; A – metantanko skerspjūvio plotas, . . Turi būti parenkami ne mažiau kaip du metantankai. Rezervuaro skersmuo turi siekti apie 10m. D – rezervuaro skersmuo; - viršutinės kūginės dalies aukštis; dm – dumblo mišinys; - centrinės dalies aukštis; - apatinės kūginės dalies aukštis; 8.2 pav. Metantanko schema Šiame skyriuje apskaičiavau sutankinto dumblo kiekį, dumblo mišinio drėgnumą, metantanko tūrį, metantanko skerspjūvio plotą ir metantanko aukštį. 8.3 DUMBLO SAUSINIMAS Dumblo sausinimo paskirtis sumažinti dumblo drėgnuma tiek, kad jis būtų transportabilus. Naudojimas mechaninis dumblo sausinimo metodas. Tam parenkami filtriniai presai. Projektuojami vienas darbinis ir vienas rezervinis presai. 1. Bendras sausinimo dumblo kiekis: (8.14) Čia: - žalio dumblo kiekis, lygus - tankinto dumblo kiekis, lygus . . 2. Sausinamo dumblo kiekis per valandą: (8.15) Čia: - bendras sausinimo dumblo kiekis,. . 3. Dumblo kiekis po sausinimo: (8.16) Čia: - bendras sausinimo dumblo kiekis,; - stabilizuoto dumblo mišinio drėgnumas, (97%);[15] - dumblo drėgnumas po filtriniu presu, (65%).[15] . Pagal tiekiamą dumblo mišinio kiekį į sausintuvus parenkami filtriniai presai: vienas darbinis ir vienas rezervinis. Parenkamas iš katalogo kartu su pagrindinėmis charakteristikomis (našumas, slėgis, aukštis, galia....). Pagal tiekiamo dumblo mišinio kiekį į sausintuvus, parenkame filtrinius presus: Firma ACWA; markė LS 10 A6; charakteristikos: m3/h; bar; ; ; kW; 8.4 DUMBLO AIKŠTELIŲ SKAIČIAVIMAS IR PARINKIMAS 1. Nusausinto dumblo rezervinių aikštelių plotas: (8.17) Čia: - dumblo kiekis po sausinimo,; k – metinė hidraulinė apkrova. Kai aikštelių pagrindas asfaltbetonis su drenažu, k=2m³/m². . Parenkamos 9 aikštelės po 400, kurių matmenys 20x20m 9. IŠVADOS Darbe suprojektuota 120000 gyventojų buitinių nuotekų valymo įmonė su biologiniu ir mechaniniu valymu. Antrame skyriuje nustatėme nuotekų debitus: vidutinį paros , didžiausią paros, , vidutinį valandos, , vidutinį sekundinį , maksimalų valandos , maksimalų sekundės . Toliau apskaičiavome nuotekų užterštumą: suspenduotų medžiagų kiekį , biocheminį deguonies suvartojimą , užterštumą pagal cheminį deguonies suvartojimą , teršalų masė pagal suspenduotas medžiaga , teršalų masė pagal biocheminį deguonies suvartojimą . Trečiame skyriuje apskaičiavome skaičiuojamuosius debitus valymo įrenginių projektavimui. Nuotekos valomos biologiškai, dumblas valomas mechaniškai ir sausinamas. Skaičiuojamieji nuotekų debitai: vidutinis paros , didžiausias paros , vidutinis valandos , maksimalus valandos , vidutinis sekundinis , maksimalus sekundės . Ketvirtame skyriuje nustatyta, kad tai nuotekų, pritekėjimo pobūdis yra nežymus. Taip pat paskaičiuota, kad , tai reiškia, kad nuotekas būtina valyti biologiškai ir mechaniškai. Penktame skyriuje projektuojami mechaninio valymo įrenginiai. Suprojektuotas ramintuvas, kurio paskirtis nuslopinti nuotekų srovės greitį, nukreipiant ją į valymo įrenginius ir sujungiant su atviruoju lataku. Ramintuvo ilgis 1500 mm, aukštis 1500 mm, plotis - 1000mm; Parinktos vienos grotos. Grotų tikslas pašalinti kietąsias medžiagas iš nuotekų srauto. Grotų plyšio tarpas yra 16 mm. Sulaikyti nešmenys iš grotų šalinami juostiniu transporteriu į specialius konteinerius. Grotose sulaikomų teršalų kiekis . Parinktos smėliagaudės: dvi darbinės vertikalios smėliagaudės. Smėliagaudės paskirtis – išskirti smulkiąsias mineralines daleles iš nuotekų. Vienos smėliagaudės skerspjūvio plotas , smėliagaudės gylis m, sulaikomo smėlio kiekis smėliagaudėse . Suprojektuota smėlio sausinimo aikštelė - vandens kiekio sumažinimas smėliagaudėse sulaikytame smėlyje. Ji įrengiama ant aikštelių grunto ir apipylimuojama. Parinktas debitomatis - tiekiamo į valymo įrenginius nuotekų kiekio matavimas. Priimėme, kad nuotekos valymo įrenginiuose teka savitaka, tai debito matavimui parinktas pakankamai tikslus ir patikimas Venturi latakas. Jis sudaro srauto susiaurėjimą ir vandens lygio kritimą. Parinkti pirminiai horizontalieji nusodintuvai - skendinčių medžiagų nusodinimui bei išplaukiančių lengvų medžiagų išskyrimui ir šalinimui. Pirminių nusodintuvų skaičius vnt, nusodintuvų ilgis . Žalio dumblo, drėgnumas 95 %, kiekis susidarantis nusodintuve . Toliau projektuojami biologinio valymo įrenginiai. Biologinio valymo paskirtis – išvalyti nuotekas nuo smulkių teršalų panaudojant mikroorganizmų gyvybinės veiklos principus. Suprojektuotas ilgo aeravimo aerotankas, kurio paskirtis – valomų nuotekų ir aktyvaus dumblo aeravimas. Pagal hidrodinaminį rėžimą frontalinės tėkmės. Aeravimo sistema pneumatinė. Aerotanko tūris , aerotankas turi keturias sekcijas , kurių kiekviena susideda iš dviejų koridorių , aerotanko gylis m, aerotanko koridoriaus plotis m, aerotanko ilgis m. Aeravimo sistemos paskirtis maišyti nuotekas su aktyviuoju dumblu, palaikyti aktyvųjį dumblą pabirusiame būvyje, tirpinti biocheminiams procesams reikalingą deguonį. Smulkūs oro burbuliukai sudaromi naudojant specialius aerotankus. Toliau suprojektuoti trys horizontalieji antriniai nusodintuvai. Antrinių nusodintuvų paskirtis aktyvaus dumblo, kuris patenka į juos su iš valytomis nuotekomis nusodinimas ir pašalinamas. Perteklinis dumblas nukreipiamas į dumblo nusodintuvus, aktyvus dumblas – į aerotanką. Nusodintuvo ilgis m. Šeštame skyriuje suprojektuota dezinfekavimo stotis. Nuotekų dezinfekavimo paskirtis – nuotekose esančių patogeninių mikroorganizmų sunaikinimas. Po valymo įrenginių, Coli bakterijos turi būti sunaikintos 100%. Mažai apkrautuose biologinio valymo įrenginiuose patogeninių bakterijų sumažėja 90 – 95 %, todėl prieš išleidžiant nuotekas į atvirus vandens telkinius biologiškai valytos nuotekos dezinfekuojamos. Kaip dezinfekcinė priemonė naudojamas chloras. Chloro tiekimui naudojamos mobilios chloratorinės. Reikalingas chloro kiekis . Parenkamas maišytuvas, kurio paskirtis – nuotekų sumaišymas su chloru. Maišytuvas parenkami pagal debitą. Parenkamas “Paršalio latako” tipo maišytuvas. Šį maišytuvą sudaro pirminis praplatėjimas, latakas ir antrinis praplatėjimas. Šoninės sienos stačios, o dugnas turi nuolydį vandens tekėjimo kryptimi. Dėl srauto tekėjimo, susiaurėjimo ir ir dugno nuolydžio pasikeitimo antriniame praplatėjime, susidaro hidraulinis šuolis, kuriame vyksta intensyvus chloro ir nuotekų maišymąsi. Parinkti du kontaktiniai rezervuarai, kurių paskirtis užtikrinti kontaktą tarp chloro ir nuotekų. Kontaktiniai rezervuarai mažiausiai turi būti du. Kontaktinių rezervuarų tūris m3, kontaktinių rezervuarų ilgis m, kontaktinių rezervuarų skerspjūvio plotas m2; kontaktinio rezervuaro plotis m, kontaktinio rezervuaro gylis ; Nuosėdų kiekis kontaktiniuose rezervuaruose . Nuosėdos iš kontaktinių rezervuarų išvežamos į sąvartyną. Septintame skyriuje projektuojamas valytų nuotekų išleidimas į priimtuvą (paviršinį vandens telkinį). Parinktas krantinis neužliejamas išleistuvo tipas. Neužliejamą kranto tipo išleistuvą sudaro išleidimo žiotys, vamzdžio linija, kurie įrengiami 0.5 m aukščiau maksimalaus vandens lygio. Aštuntame skyriuje, dumblo apdorojime, kurio paskirtis dumblo tūrio ir drėgnumo mažinimas bei organinių medžiagų skaidymas. Dumblo apdorojimą sudaro:dumblo tankinimas; fermentavimas (stabilizavimas); sausinimas; utilizavimas; išvežimas. Dumblo tankinimui suprojektuoti du gravitacinio tipo vertikalieji dumblo tankintuvai, kurių paskirtis dumblo tūrio ir drėgnumo mažinimas bei organinių medžiagų skaidymas. Tankinant išsiskiriantis vanduo grąžinamas į raminimo šulinį. Dumblas iš tankintuvų šalinamas hidrauliškai. Dumblo drėgnumas po sutankinimo 98 %. Tankinimo trukmė 8 valandos. Tankintuvo darbinės dalies aukštis m; tankintuvo plotas m2; tankintuvo skersmuo m. Suprojektuotas anaerobinis stabilizavimas – fermentavimas. Jis vyksta specialiuose įtaisuose – metantankuose. Jie yra du. Metantankuose fermentavimas vyksta mezofiliniu rėžimu – tai yra, kai temperatūra iki 33oC, kadangi dumblo mišinys bus sausinamas mechaniškai. Metantankų matmenys: rezervuarų tūris - m3; rezervuaro skersmuo – m. Toliau projektuojamas dumblo sausinimas. Naudojamas mechaninis dumblo sausinimo metodas. Bendras sausinamo dumblo kiekis m3/d; dumblo kiekis po sausinimo m3/d.Tam parenkami filtriniai presai: projektuojami vienas darbinis ir vienas rezervinis presai firma ACWA, markė LS 10 A6. Charakteristikos: m3/h; bar; ; ; kW. Suprojektuotos nusausinto dumblo rezervinės aikštelės, kurių plotas m2; Parinktos 9 aikšteles, vienos aikštelės matmenys bus 20 x 20 m. Biologinio valymo įrenginiai suprojektuoti taip, kad nuotekų užterštumas po jų neviršytų reikalaujamo išvalymo laipsnio – pagal BDS5 13 mg/l, pagal skendinčias medžiagas – 30 mg/l. Suprojektuoti valymo įrenginiai, teisingai juos eksploatuojant, turėtų išleisti valytas nuotekas, kurių užterštumas neviršys leidžiamų normų. 10. LITERATŪROS SĄRAŠAS Baronas J., Girnius V. 1993. Aplinkos apsaugos inžineriniai sprendimai. Metodikos nurodymai. Vilnius: Technika, p. 10-13. Lietuvos Respublikos aplinkos ministro įsakymas dėl nuotekų tvarkymo reglamento patvirtinimo. 2006 m. gegužės 17 d. Nr. D1-236, Vilnius. Matuzevičius A. B. 1992. Rekomendacijos biologinio valymo įrenginiams projektuoti. Vilnius: LR Aplinkos ministerija, VGTU, p. 4 -24. Mažosios nuotekų valyklos gyvenamosiose vietose. Metodinė medžiaga ekologams. 2003 Vilnius: Apyaušris, p. 78 - 93. Paulauskienė Z. 2002. Pastatų vandentiekio ir nuotekų tinklų skaičiavimas Mokomoji knyga Vilnius: Technika, p. 17-31. Pramonės ir energetikos projektus įgyvendinanti įmonių grupė Lietuvoje „Axis Industries“. Prieiga prie interneto:

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!