Меню Рубрики

Анализ технологических схем очистки сточных вод

Если при расчете необходимой степени очистки сточных вод концентрация взвешенных веществ должна быть снижена на 40—50%, а величина показателя ВПК на 20—30%, то можно

ограничиться механической очисткой. Состав сооружений принимается по схеме, приведенной на рис. 10.1. Расход сточных вод при такой схеме составляет не более 10 тыс. м 3 /сут.

Рис. 10.1. Технологическая схема очистной станции с механической очисткой сточных вод:

  • 1 — сточная вода; 2 — решетки; 3 — песколовки; 4 — отстойники; 5 — смесители; 6 — контактный резервуар; 7 — выпуск; 8 — дробилки; 9 — песковые площадки;
  • 10 — метантенки; 11 — хлораторная; 12 — иловые площадки; 13 — отбросы;
  • 14 — пульпа; 1 5 — песчаная пульпа; 16 — сырой осадок; 17 — сброженный осадок; 18 — дренажная вода; 19 — хлорная вода

Сточная вода, поступающая на очистную станцию, проходит через решетки, песколовки, отстойники и обеззараживается при использовании хлора. Отбросы с решеток направляются в дробилку и в виде пульпы сбрасываются в канал перед или за решеткой. Возможен вариант вывоза отбросов на полигон. Осадок из песколовок перекачивается на песковые площадки. Из отстойников осадок направляется в метантенки с целью окисления органических веществ. Для обезвоживания сброженного осадка используются иловые площадки, дренажная вода с этих площадок перекачивается в канал перед контактным резервуаром.

При больших расходах сточных вод — от 50 тыс. м 3 /сут до 2—3 млн м 3 /сут и более — применяется технологическая схема, приведенная на рис. 10.2.

Механическая очистка сточных вод производится на решетках, в песколовках и отстойниках. Сырой осадок из первичных отстойников направляется в метантенки. Биологическая очистка сточных вод по этой схеме осуществляется в аэротенке. Для нормальной жиз-

Рис. 10.2. Технологическая схема очистной станции с биологической очисткой сточных вод в аэротенках:

  • 1 — сточная вода: 2 — решетки; 3 — песколовки; 4 — преаэраторы;
  • 5 — первичные отстойники; 6 — аэротенки; 7 — вторичные отстойники;
  • 8 — контактный резервуар; 9 — выпуск; 10 — отбросы; 11 — дробилки;
  • 12 — песковые площадки; 13 — илоуплотнители; 14 — песок; 15 — избыточный активный ил; 16 — циркуляционный активный ил; 17 — газгольдеры;
  • 18 — котельная; 19 — машинное здание; 20 — метантенки;
  • 21 — цех механического обезвоживания сброженного осадка; 22 — газ;
  • 23 — сжатый воздух; 24 — сырой осадок; 25 — сброженный осадок;
  • 26 — на удобрение; 27 — хлораторная установка; 28 — хлорная вода

недеятельности микроорганизмов активного ила в аэротенк должен поступать воздух, который подается воздуходувками, установленными в машинном здании. Смесь очищенной сточной воды и активного ила из аэротенка направляется во вторичный отстойник, где осаждается активный ил и основная его масса возвращаются в аэротенк. Очищенная сточная вода обеззараживается в контактном резервуаре и сбрасывается в водоем. Сброженный осадок из метан-тенков направляется для механического обезвоживания на вакуум-фильтры или фильтр-прессы. Обезвоженный осадок может подвергаться термической сушке и использоваться в качестве удобрения.

На рис. 10.3 приведена технологическая схема биологической очистки сточных вод на биофильтрах. Такие схемы используются для расходов сточных вод порядка 10—20 тыс. м 3 /сут. После сооружений механической очистки вода поступает на биофильтры и затем во вторичные отстойники, в которых задерживается биологическая пленка (биопленка), выносимая водой из биофильтров; далее вода направляется в контактный резервуар, дезинфицируется и сбрасывается в водоем.

Рис. 10.3. Технологическая схема очистной станции с биологической

очисткой сточных вод на биофильтрах:

  • 1 — сточная вода; 2 — решетки; 3 — песколовки; 4 — первичные отстойники; 5 — биофильтры; 6 — вторичные отстойники; 7 — контактный резервуар;
  • 8 — выпуск; 9 — отбросы; 10 — дробилки; 11 — хлораторная установка;
  • 12 — осадок из первичных отстойников; 13 — биопленка из вторичных отстойников; 14 — песок; 1 5 — бункер песка; 16 — иловые площадки

Физико-химическая очистка городских сточных вод применяется для очистки расходов 10—20 тыс. м 3 /сут. На рис. 10.4 приведена технологическая схема физико-химической очистки сточных вод.

Вода, прошедшая решетки и песколовки, направляется в смеситель, куда подаются растворы реагентов — минеральных коагулянтов и органических флокулянтов. После камер хлопьеобразо-вания осадки отделяются от очищенной воды в горизонтальных отстойниках. Для глубокой очистки от взвешенных веществ ис-

Рис. 10.4. Технологическая схема очистной станции с физико-химической очисткой сточных вод:

  • 1 — сточная вода; 2 — решетки; 3 — песколовки; 4 — смеситель; 5 — камера хлопьеобразования; 6 — горизонтальные отстойники; 7 — барабанные сетки;
  • 8 — фильтры; 9 — контактный резервуар; 10 — выпуск в водоем; 11 — песок;
  • 12 — бункер песка; 13 — приготовление и дозирование реагентов; 14 — осадок; 1 5 — осадкоуплотнители; 16 — центрифуги; 17 — хлораторная; 1 8 — шлам;
  • 19 — отстоенная вода

пользуются барабанные сетки и двухслойные фильтры или фильтры с восходящим потоком воды. Обеззараженная хлором вода сбрасывается в водоем. Осадок из отстойников уплотняется и обезвоживается на центрифугах.

Приведенные технологические схемы широко распространены как в отечественной, так и зарубежной практике, при этом имеются станции, работающие по измененным схемам.

Технологические схемы очистки производственных сточных вод могут применяться при использовании самых разнообразных методов очистки, включая физико-химические методы, биологический метод и т.д. Это зависит от специфики загрязняющих сточные воды веществ, их концентрации и ПДК сброса в городскую канализацию.

источник

1-исходные сточные воды; 2-аэротенк; 3-вторичный отстойник; 4-сточные воды после отстойника; 5-возвратный раствор аэробного сбраживания; 6-аэробное сбраживание; 7-осадок после аэробного сбраживания.

1-исходные сточные воды; 2-аноксидный реактор; 3-аэротенк; 4-вторичный отстойник; 5-сточные воды после отстойника; 6-возвратный раствор аэробного сбраживания; 7-аэробное сбраживание; 8-осадок после аэробного сбраживания.

1-исходные сточные воды; 2-аэротенк; 3- возвратный раствор аэробного сбраживания; 4-вторичный отстойник; 5- аэробное сбраживание; 6-осадок после аэробного сбраживания; 7-альгакультура; 8-отстойник водорослей; 9-сточные воды после обработки; 10-биомасса водорослей.

1-исходные сточные воды; 2-первичный отстойник; 3-первичный осадок; 4-альгакультура; 5-отстойник водорослей; 6-биомасса водорослей; 7- возвратный раствор аэробного сбраживания; 8-аэротенк; 9-аэробное сбраживание; 10-вторичный отстойник; 11-сточные воды после отстойника; 12- осадок после аэробного сбраживания.

1- исходные сточные воды; 2-отстойник водорослей; 3-биомасса водорослей; 4-аэротенк; 5-альгакультура; 6- возвратный раствор аэробного сбраживания; 7-вторичный отстойник; 8-аэробное сбраживание; 9-сточные воды после отстойника; 10- осадок после аэробного сбраживания.

Базовая схема предусматривает процесс с активным илом и вторичное отстаивание. В этом случае предусмотрена нитрификация для перевода аммонийного азота в нитраты (время задержки твердой фазы составляет 18 сут.), при этом не предусматривается полное удаление азота в результате денитрификации. Избыточный активный ил стабилизируют аэробным сбраживанием, осветленный раствор возвращают в голову процесса.

Вторая схема рассматривается как традиционная схема удаления биогенов (далее «Базовая-У»), обычно используемая на очистных сооружениях небольшой мощности. Здесь перед аэротенком установлен аноксидный реактор с рециркуляцией иловой смеси для частичной денитрификации. Перед отстаиванием к иловой смеси добавляют алюминат для удаления фосфора.

В трех остальных схемах в процесс очистки сточных вод интегрирована культивация микроводорослей на различных этапах технологической схемы. К ним относятся:

  • альгакультура в качестве третичной обработки сточных вод для удаления биогенов после процесса с активным илом (далее «третичная»);
  • альгакультура в качестве вторичной обработки для удаления биогенов перед процессом с активным илом (далее «вторичная»);
  • альгакультура для локальной обработки возвратного концентрированного по биогенам раствора после обезвоживания осадка аэробного сбраживания (далее «локальная») [14].

Все представленные схемы обеспечивают удаление азота и фосфора, что является преимуществом по отношению к традиционным схемам, (особенно, на очистных сооружениях небольшой мощности), где, в основном, практикуется удаление либо азота, либо фосфора. При этом новая технология обеспечивает удаление фосфора в процессе синтеза клеток. Установлено, что биогены в составе биомассы более биодоступны, чем после химического осаждения в традиционных схемах. Схемы вторичной обработки и обработки возвратного потока аэробного сбраживания повышают эффективность процесса с активным илом. В случае их использования происходит удаление органического углерода и аммония, что снижает их содержание в сточных водах, поступающих в процесс с активным илом. Это, в свою очередь, уменьшает расход кислорода для снижения БПК и нитрификации. Кроме этого, данные схемы позволяют осуществлять согласование параметров биологического и фототрофного процессов, тогда как при третичной обработке фототрофный процесс не связан технологическими потоками с вторичной обработкой (процесс с активным илом). Также отмечается возможность удаления тяжелых металлов в фототрофном процессе (наряду с биогенами), которые могут отрицательно влиять на состав микрофлоры в процессе с активным илом.

Наряду с потенциальными преимуществами в настоящее время существует ряд препятствий для практической реализации данных схем. Одним из основных является потребность в значительных земельных площадях. Поскольку для развития микроводорослей требуется солнечный свет, реакторы для фототрофного процесса должны иметь высоту не более 1 м (в сравнении с 4 м для биореактора). В этой связи повышается целесообразность использования схемы обработки возвратного потока. Также при встраивании фототрофного процесса в схемы очистных сооружений надо учитывать, что в процессе с активным илом для эффективного удаления органического углерода требуется азот и фосфор. Их недостаток ведет к развитию нитчатых бактерий и внеклеточных веществ, что значительно увеличивает иловый индекс и обуславливает плохое отстаивание.

Во всех случаях производительность очистных сооружений по сточным водам составляет 7570 м3/сут. В каждом сценарии рассматриваются опции обработки низкоконцентрированных, промежуточных и высококонцентрированных сточных вод на очистных сооружениях в г. Клемсон, шт. Южная Каролина, США, обслуживающих 6680 условных жителей [14].

Автор статьи: Кофман Владимир Яковлевич

источник

Выбор метода очистки сточных вод и определение состава сооружений представляет собой сложную технико-экономическую задачу, решение которой зависит от многих факторов: расхода сточных вод и мощности водоема, расчета необходимой степени очистки, рельефа местности, характера грунтов, энергетических затрат и др. Расчет необходимой степени очистки показывает, какой эффект задержания загрязняющих веществ необходимо достичь на очистных сооружениях.

На сооружениях механической очистки эффект снижения взвешенных веществ составляет 40–60 %, что приводит также к снижению величины БПКполн на 20–40 %. Возможен и вариант, при котором необходимый эффект очистки может быть достигнут только сооружениями механической очистки.

Сооружения биологической очистки обеспечивают снижение показателей загрязнений (после аэротенков или биофильтров и вторичных отстойников) по взвешенным веществам и БПК5 до 15–20 мг/л.

Сточная вода, поступающая на очистную станцию, проходит через решетки, песколовки, отстойники и обеззараживается при использовании хлора. Отбросы с решеток направляются в дробилку и в виде пульпы сбрасываются в канал в начале или за решеткой. Возможен вариант вывоза отбросов на полигон. Осадок из песколовок перекачивается на песковые площадки. Из отстойников осадок направляется в метантенки с целью окисления органических веществ. Для обезвоживания сброженного осадка используются иловые площадки, дренажная вода с этих площадок перекачивается в канал перед контактным резервуаром.

При больших расходах сточных вод можно применять технологическую схему с механической очисткой сточных вод, которая производится на решетках, в песколовках и отстойниках.

Если сточная вода сбрасывается в мощный водоем и по местным условиям можно ограничиться только ее механической очисткой, состав сооружений может быть принят по схеме, приведенной на рис. 6.1. Первоначально сточная жидкость проходит через решетку, устанавливаемую для задержания крупных веществ органического и минерального происхождения, затем через песколовку, предназначенную для выделения тяжелых примесей, главным образом, минерального происхождения через отстойники, в которых выделяются осаждающиеся и всплывающие органические вещества, через хлораторную с контактным резервуаром для обезвреживания воды и контакта хлора с водой. Обработка ила происходит в метантенках и далее из них подается на иловые площадки для подсушивания перегнившего ила.

При небольших расходах сточных вод и необходимости полной биологической очистки их, исходя из местных условий, может быть рекомендована схема, показанная на рис. 6.2. По этой схеме механическая очистка производится на решетках, песколовках и в двухъярусных отстойниках, где взвешенные вещества не только осаждаются, но и перегнивают. Биологическая очистка осуществляется на полях орошения или фильтрации.

На рис. 6.3 приведена технологическая схема биологической очистки сточных вод на биофильтрах. Такие схемы используются для расходов сточных вод порядка 10–20 тыс. м 3 /сут.

После сооружений механической очистки (решетки, песколовки и первичные отстойники) вода поступает на биофильтры и затем в двухъярусные отстойники, в которых задерживается биологическая пленка (биопленка), выносимая водой из биофильтров, далее вода направляется в контактный резервуар, дезинфицируется и сбрасывается в водоем.

выпуск в водоем

Рис. 6.1. Схема станции с механической очисткой

сточных вод: 1 – решетка; 2 – песколовка;

3 – отстойники; 4 – хлораторная установка;

5 – контактный резервуар; 6 – метантенк;

7 – иловые площадки; 8 – песковые площадки;

9 – дробилки; 10 – трубопровод дренажной воды

Рис. 6.2. Схема станции с биологической

1 – решетка; 2 – песколовка; 3 – двухъярусный

отстойник; 4 – поля орошения или фильтрации;

5 – иловые площадки; 6 – песковые площадки

Рис. 6.3. Технологическая схема очистной станции

с биологической очисткой сточных вод на биофильтрах:

1 – сточная вода; 2 – решетки; 3 – песколовки; 4 – первичные

отстойники; 5 – биофильтры; 6 – двухъярусные отстойники;

7 – контактный резервуар; 8 – выпуск; 9 – отбросы;

10 – дробилки; 11 – хлораторная установка; 12 – осадок

из первичных отстойников; 13 – биопленка из двухъярусных

отстойников; 14 – песок; 15 – бункер песка; 16 – иловые площадки

Проходя через фильтрующую загрузку биофильтра, загрязненная вода оставляет в ней взвешенные и коллоидные органические вещества, не осевшие в первичных отстойниках. Микроорганизмы биопленки окисляют органические вещества и получают необходимую для своей жизнедеятельности энергию. Таким образом, из сточной воды удаляются органические вещества, а в теле биофильтра увеличивается масса биологической пленки. Отработанная и омертвевшая пленка смывается протекающей сточной водой и выносится из биофильтра.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

источник

4.1. Расчет показателей качества совместно утилизируемых

Расчёт показателей качества сточных вод, совместно направляемых на утилизацию, предшествует разработке технологических схем очистки сточных вод и расчёту основных характеристик этих процессов. Показатели качества смешанных сточных вод определяются по формуле:

Ссмi = С1iQ1 + С2iQ2 +…+ СniQn , где
Q1 +Q2 +…+ Qn

Ссмi – значение i – ого показателя качества смешанных СВ, мг/л;

С1i ,С2i , … , Сni – значение i – ого показателя качестваСВ, соответственно 1,2, … , n – ого объектов, мг/л;

Q1, Q2, … ,Qn – значение расходов СВ, соответственно 1,2, … , n – ого объектов канализирования, мг/л;

Расчет показателей качества смешанных сточных вод объектов представлен в таблицах 7 и 8:

Показатели качества смешанных сточных вод объектов №2 и №3

Показатели качества Промышленные объекты Усредненные показатели качества Требования к качеству воды, подаваемой на объект №2 Требования к качеству воды, подаваемой на объект №3
Взвешенные вещества 30,0 20,0
БПКполн 50,0 40,0
ХПК 60,0
Азот аммонийный 3,00 1,00 2,4 5,00 3,00
Хлориды Cl — н/н н/н
Сульфаты SO4 2- н/н н/н
Ионы Fe 3+ 10,0 5,00 8,5 н/н 1,00
Ионы Mn 2+ 30,0 10,0 н/н 30,0
Ионы Zn 2+ 10,0 3,00 7,9 н/н 10,0
Ионы Cu 2+ 30,0 10,0 н/н 30,0
Нефтепродукты 20,0 10,0
рН 8,50 7,50 8,2 6,50…8,50

Показатели качества смешанных сточных вод объектов №4 и №5

Показатели качества Промышленные объекты Усредненные показатели качества Требования к качеству воды, подаваемой на объект №3
Взвешенные вещества 436,636 15,0
БПКполн 609,091 20,0
ХПК 863,636 50,0
Азот аммонийный 127,273 1,00
Хлориды Cl — 30,0 10,0 20,909
Сульфаты SO4 2- 50,0 30,0 40,909
Ионы Fe 3+ 0,05 0,03 0,041 0,30
Ионы Mn 2+ 0,03 0,01 0,021 0,1
Ионы Zn 2+ 0,05 0,02 0,036 0,3
Ионы Cu 2+ 0,05 0,01 0,032 0,1
Нефтепродукты 0,50 0,01 0,277 0,50
рН 6,50 7,00 6,727 6,50…8,50

4.2.Составление, обоснование и краткая характеристика технологических схем очистки утилизируемых сточных вод.

Расчёт основных характеристик процессов очистки сточных вод.

4.2.1. Разработка и обоснование технологической схемы очистки сточных вод промышленных объектов №2 и №3

Технологическая схема очистки сточных вод состоит из механической, физико-химической и химической очистки.

Механическая очистка состоит из процеживания (решетка), отстаивания (песколовка, отстойник), фильтрования (фильтр).

Решетка является предварительным этапом обработки сточных вод для исключения вероятности попадания в основные сооружения грубодисперстных примесей, что предотвращает поломки основных сооружений. По способу установки применяют неподвижные решетки, а удаление задержанных примесей механизировано, т.к. суточное накопление мусора превышает 0,1 м 3 .

Песколовки применяют при производительности очистных сооружений свыше 100 м 3 /сут. Для извлечения из сточных вод тяжелых минеральных примесей применяем кратковременное отстаивание. Тип песколовки выбирается с учетом расхода сточных вод, схемы очистки сточных вод и обработки осадков, характеристики взвешенных веществ и т.д. Применение вертикальной песколовки будет нецелесообразно, т.к. она применяется при расходах до 8000 м 3 /сут (суммарный расход сточных вод на объектах №2 и №3 составляет 48000 м 3 /сут). Горизонтальные песколовки применяются при расходах от 10000 м 3 /сут. Используем горизонтальную песколовку. Также можно было использовать тангенциальную песколовку (используется при расходах до 50000 м 3 /сут), но она более сложна по устройству и обслуживанию чем горизонтальная.

Далее сточная вода также направляется на кратковременное отстаивание, сооружение – радиальная многоярусная нефтеловушка. Применение этого сооружения обусловлено большим расходом сточных вод и наличием в воде высокой концентрации нефтепродуктов (1680 мг/л), т.к. это сооружение имеет большую производительность. Наличие тонкослойных элементов способствует эффективному удалению эмульгированных нефтепродуктов, что улучшает работу данного сооружения.

Читайте также:  Анализ методов очистки сточных вод

Далее, по причине смешения сточных вод разумно будет использовать усреднитель. Предварительно обработанная сточная вода подается в проточный усреднитель с механической системой перемешивания. Здесь обеспечивается полное усреднение сточной воды, как по расходам, так и по концентрациям загрязняющих веществ. В результате исключения пиковых расходов сточных вод, поступающих на очистку, получается значительная экономия электроэнергии при эксплуатации сооружений и повышается надежность их работы. Применяем проточный усреднитель, т.к. суточный расход превышает 15000 м 3 /сут (расход составляет 48000 м 3 /сут).

В качестве следующей ступени обработки сточных вод следует применить флотацию, способ, основанный на поверхностном прилипании примесей к пузырькам газа и последующем всплытии образовавшихся флотокомплексов (частица загрязнения + пузырек) на поверхность и образовании пены, в последствии удаляемой, как правило, механическим способом. В нашем случае используем реагентную пневматическую флотацию, предпосылкой к этому являются достаточно большие концентрации ВВ, БПК, ХПК и большой расход сточных вод. Пневматическая флотационная установка имеет ряд достоинств: простота конструкций, обслуживания, а главное — высокая производительность, что удовлетворяет нас по причине достаточно большого расхода очищаемой воды. Принцип действия основан на подаче воздуха во флотокамеру (радиальную, из-за большого расхода) под высоким давлением через сопла (диаметр 1-1,2 мм), которые располагаются на донных воздухораспределительных трубках. Воздух, выходя из насадки, сталкивается с жидкостью и дробиться на маленькие пузыри, которые, впоследствии, флотируют «прилипшие» примеси на поверхность и, образуя пену, удаляются. Образование таких пузырей позволяет извлекать из жидкости высокодисперстные примеси. Для повышения степени «прилипания» загрязняющих веществ к пузырям, сточные воды предварительно обрабатываем реагентами. В качестве коагулянта применяем сернокислый алюминий Al2(SO4)3, а в качестве флокулянта– полиакриламид (ПАА). Выбираем радиальную флотационную камеру, так как расход сточных вод более 1500 м 3 /час (48000 м 3 /сут).

Следующей ступенью обработки сточных вод будет использование сорбционной установки (адсорбция на березовом активированном угле (БАУ)), что наиболее эффективно позволит снизить концентрации растворенных органических веществ, т.е. БПК, ХПК и понизить концентрацию нефтепродуктов. В нашем случае будем использовать двух ступенчатую сорбционную установку с противоточным введением сорбента, это целесообразно из-за повышенной концентрации ВВ и более экономичного расходования сорбента (по сравнению с прямоточным введением).

Далее для обработки сточных вод применяем химический (окисление) метод. Для доочистки сточных вод до требуемых значений по БПК, ХПК и нефтепродуктам используется окисление гипохлоритом натрия (NaClO) с добавлением аммиачной воды (NH4OH) (чтобы избежать образования органических соединений), в контактной камере. Применение жидкого хлора не целесообразно в связи с тем, что затраты на обеспечение мер безопасности при использовании жидкого хлора многократно превышают затраты на само хлорирование. Хлорирование является методом борьбы с биологическим обрастанием трубопроводов в системах повторного (оборотного) водообеспечения и снижения концентраций загрязняющих веществ до требуемых значений.

Применение NaClO обусловлено еще и тем, что в воде, потребляемой объектами №2 и №3, допускается высокое содержание хлоридов (на объектах №2 и №3 содержание хлоридов не нормируется). Этот способ также менее затратен по сравнению с озонированием или другими альтернативными методами обеззараживания воды.

В качестве сооружения для окисления используется контактный резервуар, где происходит эффективное смешивание окислителя со сточными водами, устройство для дозирования реагентов и складское хозяйство (реагентное). Очень важный фактор — возможность получения гипохлорита натрия непосредственно на очистных сооружениях.

После всех выше перечисленных ступеней очистки вода соответствует требованиям к качеству воды, потребляемой на объекте №2.

Для того, чтобы качество воды, потребляемой на объекте №3, соответствовало требованиям, необходимо провести доочистку этих вод по некоторым показателям (ВВ, БПК, ХПК, ионы железа и нефтепродукты).

Для снижения концентрации взвешенных веществ применяем механический метод (фильтрование). При фильтровании будем использовать однослойный фильтр, который представляет собой прямоугольный резервуар (в плане). Фильтрующий материал располагается на поддерживающем слое, в котором расположена дренажная система. Движение потока жидкости нисходящее. Распределение воды по поверхности фильтра происходит посредством двух желобов. В качестве фильтрующего материала будем применять кварцевый песок.

Затем сточные воды подвергаются адсорбции на березовом активированном угле (напорный адсорбционный фильтр). Это фильтры, аналогичные одноименным механическим фильтрам, но в которых в качестве фильтрующего материала используется адсорбент. Такие установки значительно более просты по конструкции и обслуживанию, более производительны, менее требовательные к качеству исходной воды.

После всех выше перечисленных ступеней очистки вода соответствует требованиям к качеству воды, потребляемой на объекте №3.

Расчетные характеристики процесса очистки СВ объектов №2 и №3 представлены в таблице 9, а технологическая схема приведена на рис.7.

Расчетные характеристики процесса очистки сточных вод объектов №2 и №3

Показатель качества воды Исходные значения Требуемая степень очистки, % Требуемая глубина очистки Характеристики процесса очистки сточных вод
Метод: Кратковременное отстаивание
Размерности Значения Сооружение: Горизонтальная песколовка
Степени очистки Глубина очистки
На ПО№2 На ПО№3 На ПО№2 На ПО№3 δ,% δ1% Значения
ВВ мг/л 5100,0 99,412 99,608 30,0 20,0 510,0
БПКполн мгО2 910,0 94,505 95,604 50,0 40,0 910,0
ХПК мгО2 1850,0 94,595 96,757 100,0 60,0 1850,0
Ионы Fe мг/л 8,5 88,235 1,0 8,5
Нефтепродукты мг/л 2400,0 99,167 99,583 20,0 10,0 1680,0
Показатель качества воды Характеристики процесса очистки сточных вод Характеристики процесса очистки сточных вод
Метод: Кратковременное отстаивание Метод: Реагентная пневматическая флотация (р-рыAl2(SO4)3, ПАА)
Сооружение: Радиальная нефтеловушка Сооружение: Радиальныйфлотатор
Степени очистки Глубина очистки Степени очистки Глубина очистки
δ,% δ1% Значения δ,% δ1% Значения
ВВ 357,0 99,58 21,42
БПКполн 910,0 109,2
ХПК 1850,0
Ионы Fe 8,5 2,55
Нефтепродукты 336,0 99,16 20,16
Показатель качества воды Характеристики процесса очистки сточных вод Характеристики процесса очистки сточных вод
Метод: Адсорбция на БАУ 1-й ступени Метод: Окисление гипохлоритом натрия (NaClO) с добавлением аммиачной воды (NH4OH)
Сооружение: 2-х ступенчатая установка с противоточным вводом адсорбента Сооружение: Контактная камера
Степени очистки Глубина очистки Степени очистки Глубина очистки
δ,% δ1% Значения δ,% δ1% Значения
ВВ 21,42 21,42
БПКполн 94,24 52,416 94,643 48,747
ХПК 94,24 106,56 94,643 99,101
Ионы Fe 77,5 1,913 83,118 1,435
Нефтепродукты 99,538 11,088 99,561 10,534
Показатель качества воды Характеристики процесса очистки сточных вод Характеристики процесса очистки сточных вод
Метод: фильтрование Метод: Адсорбция на БАУ 2-й ступени
Сооружение: Однослойный фильтр Сооружение: Напорный адсорбционный фильтр
Степени очистки Глубина очистки Степени очистки Глубина очистки
δ,% δ1% Значения δ,% δ1% Значения
ВВ 99,769 11,781 11,781
БПКполн 48,747 96,786 29,248
ХПК 99,101 96,786 59,46
Ионы Fe 1,435 88,353 0,99
Нефтепродукты 10,534 99,587 9,902

δ – степень очистки сточных вод по отношению к исходному значению, %

δ1 – степень очистки сточных вод по отношению к предыдущему значению, %

4.2.2. Разработка и обоснование технологической схемы очистки сточных вод промышленных объектов №4 и №5

Технологическая схема очистки сточных вод объектов №4 и №5 состоит из: механической, физико-химической и биологической очистки.

Механическая очистка производственных сточных вод состоит из: процеживания (решетка), отстаивание (песколовка, отстойник) и фильтрование (однослойный фильтр).

Решетка является предварительным этапом обработки сточных вод (см. пункт 4.2.1.)

После предварительной обработки сточных вод следует удалить из стоков тяжелые минеральные примеси методом кратковременного отстаивания.

Песколовки применяются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных нерастворенных примесей (главным образом, песка), методом отстаивания. Используемая для очистки сточных вод объектов песколовка-аэрируемая (устанавливается перед биологической очисткой для насыщения кислородом сточной воды для дальнейшего расходования на биохимическое окисление) имеет горизонтальную форму в плане, применяется для расходов сточных вод выше 10000 м 3 /сут (расход составляет 26400 м 3 /сут). Основное направление движения прямолинейное в горизонтальной плоскости, в сочетании с вращательным движением в вертикальной плоскости, т.е. вода движется по горизонтально-вытянутой спирали. Вращательное движение обеспечивается за счет пропуска через воду воздуха, выходящего из трубчатого аэратора, установленного вдоль одной из стенок песколовки. Твердые минеральные частицы оседают на дно, имеющее уклон, а органические загрязнения, находящиеся во взвешенном состоянии, выносятся из песколовки. Осаждаемый песок собирается в приямке, откуда удаляется с помощью гидроэлеватора.

Далее, по причине смешения сточных вод используем усреднитель. Предварительно обработанная сточная вода подается в проточный усреднитель с пневматической системой перемешивания. Применяем проточный усреднитель, т.к. суточный расход превышает 15000 м 3 /сут. (см. пункт 4.2.1.).

Для дальнейшей обработки сточных вод применим метод физико-химической очистки, т.е. сочетание отстаивания с коагулированием и флокулированием, который позволяет извлечь из СВ диспергированные минеральные взвешенные вещества и нерастворенные органические примеси. Для очистки сточных вод данных объектов целесообразно применять горизонтальный отстойник со встроенной камерой хлопьеобразования (расход сточных вод составляет 26400 м 3 /сут). Отстойник имеет прямоугольную форму в плане, движение жидкостипрямолинейное в горизонтальной плоскости. Осадок постоянно удаляется скребковыми механизмами. Для более эффективной работы сооружения сточную воду обрабатывают реагентами (коагулянтом, флокулянтом). В качестве коагулянта применяем сернокислый алюминий Al2(SO4)3, а в качестве флокулянта– полиакриламид (ПАА).

Затем сточная вода подвергается биохимической очистке.

Биологическая очистка – группа методов обработке сточных вод, в основе которой лежит способность живых организмов в процессе своей жизнедеятельности поглощать органические вещества. Данный вид очистки применяется для извлечения из сточной воды растворенных и мелкодиспенгированных органических веществ. В основном она используется для извлечения растворенных веществ.

Используем двухступенчатую схему с регенерацией активного ила. Регенерация предусматривается, если разница между значениями БПК на входе и на выходе составляет больше 150 мгО2/л (>450мгО2/л).

В качестве сооружений биохимической очистки применяем следующие сооружения:

3. вторичный и третичный отстойники;

4. регенераторы активного ила.

Принцип работы аэротенка – смесителя заключается в том, что сточная вода и ил в аэротенках-смесителях подводится и отводится равномерно вдоль длинных сторон сооружения. Поступающая смесь очень быстро смешивается с содержимым всего аэротенка. Это позволяет равномерно распределять органические загрязнения и растворенный кислород и обеспечивать работу сооружения при постоянных условиях и высоких нагрузках. Аэротенки – смесители представляют собой прямоугольные в плане сооружения, разделенные на несколько коридоров в которых при поступлении сточной воды и активного ила происходит быстрое их смешение. После аэротенка предусмотрено установка вторичного радиального отстойника для отделения от сточных вод активного ила, выносимого с очищенной водой. Потом устанавливается аэротенк – вытеснитель, который представляет собой коридорные сооружения, в которых поступающая сточная вода практически не перемешивается с ранее поступившей, и, таким образом, как бы вытесняет ее по мере поступления. Таким образом порция поступившей воды проходит предварительную очистку без полного смешения с объемом жидкости. После аэротенка предусмотрена установка третичного радиального отстойника для отделения от сточных вод активного ила, выносимого с очищенной водой. После каждого из отстойников предусмотрены регенераторы для восстановления поглощающей способности активного ила.

На окончательной стадии обработки для доочистки и обеззараживания сточных вод используем окисление гипохлоритом натрия в контактной камере и последующее фильтрование на однослойном фильтре (см. п. 4.2.1.).

После всех выше перечисленных ступеней очистки вода соответствует требованиям к качеству воды, потребляемой на объекте №1.

Расчетные характеристики процесса очистки СВ объектов №4 и №5 представлены в таблице 10, а технологическая схема приведена на рис.8.

Расчетные характеристики процесса очистки сточных вод объектов №4 и №5

Показатель качества воды Исходные значения Требуемая степень очистки, % Требуемая глубина очистки Характеристики процесса очистки сточных вод
Метод: Кратковременное отстаивание
Размерности Значения Сооружение: Аэрируемая песколовка
Степени очистки Глубина очистки
На ПО№1 На ПО№1 δ,% δ1% Значения
ВВ мг/л 464,0 96,767 15,0 348,0
БПКполн мгО2 609,0 96,716 20,0 609,0
ХПК мгО2 864,0 94,213 50,0 864,0
Азот ам. мг/л 127,0 97,638 3,0 127,0
Показатель качества воды Характеристики процесса очистки сточных вод Характеристики процесса очистки сточных вод
Метод: Отстаивание + коагулирование (р-р Al2(SO4)3) + флокулирование (р-р ПАА) Метод: Биохимическое окисление в 2 ступени
Сооружение: Горизонтальный отстойник со встроеной камерой хлопьеобразования Сооружение: Аэротенк-смеситель + аэротенк-вытеснитель + вторичный и третичный отстойники + регенераторы активного ила
Степени очистки Глубина очистки Степени очистки Глубина очистки
δ,% δ1% Значения δ,% δ1% Значения
ВВ 92,5 34,8 95,65 20,184
БПКполн 487,2 96,8 19,488
ХПК 691,2 96,8 27,648
Азот ам. 107,95 96,6 4,318
Показатель качества воды Характеристики процесса очистки сточных вод
Метод: Окисление гипохлоритом натрия (NaClO) + фильтрование
Сооружение: Контактная камера + однослойный фильтр
Степени очистки Глубина очистки
δ,% δ1% Значения
ВВ 96,781 14,936
БПКполн 19,488
ХПК 27,648
Азот ам. 97,654 2,979

δ – степень очистки сточных вод по отношению к исходному значению, %

δ1 – степень очистки сточных вод по отношению к предыдущему значению, %

4.2.3. Разработка и обоснование технологической схемы очистки сточных вод промышленного объекта №1

Технологическая схема очистки сточных вод объекта №1 состоит из механической, физико-химической и химической очистки.

Решетка является предварительным этапом обработки сточных вод (см. пункт 4.2.1.)

После предварительной обработки сточных вод следует удалить из стоков тяжелые минеральные примеси механическим методом, а именно методом кратковременного отстаивания, а в качестве сооружения будем использовать тангенциальную песколовку. Этот тип песколовки выбран вследствие того, что расход стоков составляет более 10000 м 3 /сут, и не превышает 50000 м 3 /сут. Применение вертикальной песколовки будет нецелесообразно, так как расход сточных вод равный 38400 м 3 /сут слишком велик для вертикальной песколовки, т.к. она применяется при расходах до 8000 м 3 /сут. Также могла быть использовано горизонтальная песколовка, т.к. она применяется при расходах от 10000 м 3 /сут, но тангенциальная песколовка имеет ряд преимуществ перед горизонтальной: обладает большей эффективностью и требует меньших размеров сооружений. Тангенциальная песколовка имеет круглую форму в плане. Движение потока жидкости вращательное (тангенциальное). Осадок выпадает в конусную часть сооружения и затем удаляется гидроэлеватором. Использование песколовки данного типа дает снижение концентрации загрязняющих веществ лишь по взвеси.

Далее, для нейтрализации щелочной среды (показатель рН сточной воды объекта №1 равен 11,5) применяем метод нейтрализации. Для этого используем камеру нейтрализации. Сточные воды перемешиваются с раствором кислоты H2SO4 в камере механическим путем, после чего направляются на дальнейшую обработку.

В качестве следующей ступени обработки сточных вод применим физико-химический метод очистки — реагентную пневматическую флотацию. О сути процесса говорилось в п. 4.2.1. В качестве коагулянта применяем сернокислый алюминий Al2(SO4)3, а в качестве флокулянта– полиакриламид (ПАА). Выбираем радиальную флотационную камеру, так как расход сточных вод более 1000 м 3 /час (38400 м 3 /сут).

Для доочистки и обеззараживания сточных вод используем окисление гипохлоритом натрия в контактной камере и последующее фильтрование на однослойном фильтре (см. п. 4.2.1.).

После всех выше перечисленных ступеней очистки вода соответствует требованиям к качеству воды, потребляемой на объекте №3.

Для того, чтобы качество воды, потребляемой на объекте №1, соответствовало требованиям, необходимо провести доочистку этих вод по некоторым показателям (БПК, ХПК, ионы марганца, цинка, меди и нефтепродукты).

На окончательной стадии обработки сточных вод будем использовать сорбционную установку (адсорбция на березовом активированном угле (БАУ)), что наиболее эффективно позволит снизить концентрации растворенных органических веществ, т.е. сбить БПК, ХПК и понизить концентрацию ионов марганца, цинка, меди и нефтепродуктов. В нашем случае будем использовать двух ступенчатую сорбционную установку с противоточным введением сорбента, это целесообразно из-за малой концентрации ВВ и более экономичного расходования сорбента (по сравнению с прямоточным введением). В качестве сорбента будем использовать березовые активированные угли.

После всех выше перечисленных ступеней очистки вода соответствует требованиям к качеству воды, потребляемой на объекте №1.

Расчетные характеристики процесса очистки сточных вод объекта №1 представлены в таблице 11, а технологическая схема приведена на рис.9.

Расчетные характеристики процесса очистки сточных вод объекта №1

Показатель качества воды Исходные значения Требуемая степень очистки, % Требуемая глубина очистки Характеристики процесса очистки сточных вод
Метод: Кратковременное отстаивание
Размерности Значения Сооружение: Тангенциальная песколовка
Степени очистки Глубина очистки
На ПО№3 На ПО№1 На ПО№3 На ПО№1 δ,% δ1% Значения
ВВ мг/л 500,0 20,0 15,0 350,0
БПКполн мгО2 200,0 40,0 20,0 200,0
ХПК мгО2 600,0 91,667 60,0 50,0 600,0
Ионы Fe мг/л 0,5 1,0 0,3 0,5
Ионы Mn мг/л 0,3 66,667 30,0 0,1 0,3
Ионы Zn мг/л 0,5 10,0 0,3 0,5
Ионы Cu мг/л 0,3 66,667 30,0 0,1 0,3
Нефтепродукты мг/л 5,0 10,0 0,5 5,0
pH 11,5 26,087 26,087 8,5 8,5 11,5
Показатель качества воды Характеристики процесса очистки сточных вод Характеристики процесса очистки сточных вод
Метод: Нейтрализация раствором H2SO4 Метод: Реагентная пневматическая флотация (р-рыAl2(SO4)3, ПАА)
Сооружение: Камера нейтрализации Сооружение: Радиальный флотатор
Степени очистки Глубина очистки Степени очистки Глубина очистки
δ,% δ1% Значения δ,% δ1% Значения
ВВ 350,0 95,8 21,0
БПКполн 180,0 89,2 21,6
ХПК 540,0 89,2 64,8
Ионы Fe 0,45 41,5 0,293
Ионы Mn 0,3 0,3
Ионы Zn 0,5 0,5
Ионы Cu 0,3 0,3
Нефтепродукты 5,0 5,0
pH 8,395 8,395
Показатель качества воды Характеристики процесса очистки сточных вод Характеристики процесса очистки сточных вод
Метод: Окисление гипохлоритом натрия (NaClO) + фильтрование Метод: Адсорбция на БАУ
Сооружение: Контактная камера + однослойный фильтр Сооружение: 2-х ступенчатая установка с противоточным вводом адсорбента
Степени очистки Глубина очистки Степени очистки Глубина очистки
δ,% δ1% Значения δ,% δ1% Значения
ВВ 97,984 10,08 10,08
БПКполн 90,82 18,36 91,738 16,524
ХПК 90,82 55,08 91,738 49,572
Ионы Fe 0,293 0,293
Ионы Mn 0,3 0,099
Ионы Zn 0,5 0,3
Ионы Cu 0,3 0,099
Нефтепродукты 0,75 90,1 0,495
pH 8,395 8,395
Читайте также:  Анализ механическая очистка сточных вод

δ – степень очистки сточных вод по отношению к исходному значению, %

δ1 – степень очистки сточных вод по отношению к предыдущему значению, %

5. Сравнительная оценка эффективности использования водных ресурсов в исходном и проектируемом вариантах системы производственного водообеспечения техногенного комплекса

Оценка эффективности проводится на основании результатов расчета следующих коэффициентов:

Расчёт коэффициента использования оборотной воды:

где Qоб – расход оборотной воды;

Qист – расход воды, забираемой из источника водоснабжения.

Исходный вариант: Коб = 0/(6200 + 0) = 0

Проектируемый вариант: Коб = 4200 / (1900 + 4200) = 0,689

Расчёт коэффициента использования свежей воды, забираемой из источника водоснабжения:

где Qист – расход воды, поступающий из источника;

Qсбр – расход сбрасываемой воды

Исходный вариант: Кисп.св=(6200 – 4450) / 6200 = 0,282

Проектируемый вариант: Кисп.св =(1900 – 0) / 1900 = 1

Расчёт коэффициента безвозвратного потребления и потерь свежей воды, забираемой из источника водоснабжения:

гдеQист – расход воды, забираемой из источника водоснабжения.

Qсбр – расход воды, сбрасываемой в источник водоснабжения

Исходный вариант: Кпот.ист=(6200 – 4450) / (6200 + 0) = 0,282

Проектируемый вариант: Кпот.ист = (1900 – 0) / (1900 + 4200) = 0,311

Расчёт коэффициента водоотведения:

гдеQист – расход воды, забираемой из источника водоснабжения.

Qсбр – расход воды, сбрасываемой в источник водоснабжения

Исходный вариант: Ксбр= 4450 / 6200 = 0,718

Проектируемый вариант: Ксбр= 0/ 1900 = 0

Расчёт коэффициента использования воды:

гдеQист – расход воды, забираемой из источника водоснабжения.

Qсбр – расход воды, сбрасываемой в источник водоснабжения

Qоб – расход оборотной воды;

Qразб – расход воды требуемый для разбавления сточных вод при их сбросе в источник водоснабжения

где ПДКi– предельно допустимая концентрация i-го вещества, мг/л.

Qразб = ((30/10) + (4,5/6) + (45/30) + (0,5/2) + (45/350) + (20/500) + (0,4/ 0,3) + + (0,06/0,1) + (0,02/1) + (0,01/1) + (0,03/0,3))∙4450 = 34407м 3 /час

Исходный вариант: Кисп=(6200 + 0 – 4450) / (6200 + 0 + 34407) = 0,043

Проектируемый вариант: Кисп = (1900 + 4200 – 0) / (1900 + 4200 + 0) = 1

Для сравнения полученных коэффициентов, представим их в виде таблицы 12.

Сравнительная таблица коэффициентов

№ п/п Коэффициент Исходный вариант Проектируемый вариант
Коб 0,0 0,689
Кисп.св 0,282 1,0
Кпот.ист 0,282 0,311
Ксбр 0,718 0,0
Кисп 0,043 1,0

Анализируя полученные коэффициенты видно:

Коэффициент использования оборотной воды Коб в исходном варианте Коб = 0, а в проектируемом Коб = 0,689, что показывает о совершенствовании системы водообеспечения. Увеличение этого коэффициента объясняется тем, что в исходном варианте вода не использовалась повторно, а вся отводилась в водоисточник, а в проектируемом варианте технологический комплекс был переведен с прямоточной на оборотную систему водообеспечения, что позволило снизилось потребление чистой воды из водоисточника, а почти 70% используемой воды на производстве является оборотной.

Коэффициент использования свежей воды, забираемой из источника водоснабжения Кисп.св в исходном варианте Кисп.св = 0,282, а в проектируемом Кисп.св = 1. Это говорит о том, что вода потребляемая из источника водоснабжения в исходном варианте использовалась лишь на 28%, а в проектируемом варианте — полностью используется на производстве.

Коэффициент безвозвратного потребления и потерь свежей воды Кпот.ист, забираемой из источника водоснабжения, характеризует степень рационального использования воды. В исходном варианте Кпот.ист = 0,282, а в проектируемом варианте Кпот.ист = 0,311. Произошло незначительное увеличение этого коэффициента, но это обусловлено тем, что с внедрением оборотной системой водообеспечения увеличилось число очистных сооружений и, как следствие, потери воды при очистке сточных вод.

Коэффициент сброса Ксбр показывает долю сбрасываемых сточных вод за пределы предприятия в открытый водоем в общем количестве отводимых сточных вод предприятия. В исходном варианте Ксбр= 0,718, что показывает, что 78% используемой воды на предприятии сбрасывалось в водоем. В проектируемом варианте Ксбр= 0, что показывает, что сброс сточных вод полностью прекращен за счет включения их в оборотный цикл предприятия, что благоприятно сказывается на состояние водного объекта.

Коэффициент использования воды Кисп характеризует уровень комплексности использования воды и экологичности производства. В исходном варианте Кисп= 0,043, а в проектируемом варианте Кисп= 1. Значительное увеличение коэффициента (более чем в 23 раза) свидетельствует о более рациональном использовании воды на промышленном предприятии за счет внедрения оборотного использования сточных вод.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8718 — | 7129 — или читать все.

источник

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Инженерная защита окружающей среды»

Тема: «Выбор и расчет параметров технологической схемы очистки сточных вод»

Специальность 220300 – «Инженерная защита окружающей среды»

Работа защищена с оценкой

Вода играет решающую роль во многих процессах, протекающих в природе, и в обеспечении жизнедеятельности человека. В промышленности воду используют как сырье и источник энергии, как хладоагент, растворитель экстрагент, для транспортирования сырья и материалов.

Бурное развитие промышленности вызывает необходимость в предотвращении отрицательного воздействия производственных сточных вод на водоемы. Многие современные технологические процессы связаны со сбросом сточных вод в водные объекты.

В связи с чрезвычайным разнообразием состава, свойств и расходов сточных вод промышленных предприятий необходимо применение специфических методов, а также сооружений по их локальной, предварительной и полной очистке.

В составе инженерных коммуникаций каждого промышленного предприятия имеется комплекс канализационных сетей и сооружений, с помощью которых осуществляется отведение с территории предприятия отработанных вод (дальнейшее использование которых либо невозможно по техническим условиям, либо нецелесообразно по технико-экономическим показателям), а также сооружений по предварительной обработке сточных вод и извлечению из них ценных веществ и примесей.

Одним из основных направлений научно-технического прогресса является создание малоотходных и безотходных технологических процессов. В области очистки сточных вод таким направлением является разработка канализационных систем с минимальным сбросом сточных вод в водоем или без сброса — бессточных систем.

Наиболее рациональный способ сокращения объема сточных вод — это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения, исключающий сброс воды в водоемы.

При таком водоснабжении предусматривается необходимая очистка сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработка и повторное использование сточной воды.

Создание замкнутых систем технического водоснабжения с извлечением ценных компонентов в первую очередь предусматривается при строительстве новых и реконструкции действующих предприятий. Переход на бессточные системы, канализации или системы с минимальным сбросом сточных вод может быть осуществлен путем многократного использования отработанных вод и замены водяного охлаждения на воздушное. При переводе ряда отраслей промышленности.

ЗАДАНИЕ на курсовое проектирование № 11

Студенту Окользиной Д.П.. группы ИЗОС-В-05

Составить технологический узел очистки сточных вод от следующих загрязнений:

— крупногабаритные загрязнения – 0%;

— средние взвешенные вещества – 35 %;

Рассчитать параметры основных устройств.

Qcв =100+50*11 = 650 м 3 /ч = 15600 м 3 /сут;

Для взвешенных веществ: ПДС=5+0.3*11 = 8.3 кг/ч;

Для химического загрязнения: Ссб. = ПДК= 1.5 мг/л;

Эффективность необходимой очистки:

— по взвешенным веществам — ;

— по химическим веществам — .

Для того чтобы, очистка сточной воды была как можно более эффективной и наименее затратной необходимо провести анализ имеющихся методов и аппаратов очистки и выбрать из них наиболее подходящие.

Очистка CВ от содержащихся в ней загрязнений, как правило, проводится в несколько стадий. Общим принципом последовательности расположения очистных сооружений является удаление из CВ загрязнений по их уменьшающейся крупности. Для очистки от взвешенных веществ применяют механические методы очистки CВ. Механическая очистка применяется для выделения из CВ минеральных и органических примесей.

В данной курсовой работе требуется очистить CВ от следующих типов загрязнений:

· средние взвешенные вещества,

Определяем долю по категории загрязнения:

3) средние взвешенные вещества (циклоны, фильтры, отстойники): 35%

4) мелкодисперсные взвешенные вещества (физико-химическая очистка): 40%

После того, как определены доли загрязнителей, выполняется подбор оборудования для очистки.

Так как в сточной воде отсутствуют крупногабаритные загрязнения, процесс процеживания не требуется.

Сточные воды, освобожденные от крупногабаритных загрязнений, поступают в песколовку.

Песколовки предназначены для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) крупностью свыше 0,2…0,25 мм при пропускной способности станции очистки сточных вод более 100 м3/сут.

Песколовки рассчитываются на максимальный расход сточных вод и проверяются на минимальный приток. Тип песколовки необходимо выбирать с учетом пропускной способности очистной станции, состава очищаемых производственных сточных вод и местных условий строительства. Число отделений песколовок надлежит принимать не менее двух, при этом все отделения должны быть рабочими.

В системах очистки наибольшее применение нашли песколовки с горизонтальным прямолинейным движением воды, горизонтальные с круговым движением воды, круглой формы с тангенциальным подводом воды и аэрируемые. Конструкцию сооружения выбирают в зависимости от количества сточных вод и концентрации твердых примесей.

Для своей схемы очистки сточных вод я выбрала горизонтальную песколовку с круговым движением воды. Эффект очистки 92 %

Чтобы очистить сточные воды от средневзвешенных веществ нужно использовать такие аппараты, как отстойники, фильтры, биокоагуляторы , осветлители, гидроциклоны. Отстаивание является самым простым , наименее трудоемким ,и дешевым методом выделения из сточной воды грубодисперсных примесей, плотность которых отличается от плотности воды. Под действием силы тяжести загрязнения оседают на дно или всплывают на поверхность. Отстойники по направлению движения потока воды делятся на вертикальные, горизонтальные, радиальные и наклонные тонкослойные (в зависимости от схемы движения воды и осадка бывают прямоточными, противоточными и перекрестными). По технологической роли отстойники делятся на первичные (для осветления сточной воды) , вторичные (для отстаивания воды, прошедшей биологическую очистку) и третичные (для доочистки), также используются илоуплотнители и осадкоуплотнители. Для своей схемы очистки сточных вод я выбрала первичный отстойник, так в сточной воде которую мне необходимо очистить большое количество средних взвешенных веществ и их необходимо устранить сразу после удаления песка в песколовках, дабы они не мешали дальнейшему процессу очистки. Именно горизонтальный первичный отстойник был выбран потому, что указанный в моем задании расход сточных вод попадает в диапазон значений расхода сточных вод приемлемый в горизонтальных отстойниках. Эффект очистки 60%.

(168мг/л+9.92 мг/л)·0,6 = 106.752 мг/л

После отстойника сточная вода, очищенная в большинстве своем от песка и средних взвешенных веществ подается в фильтр, так на данном этапе целесообразно параллельно с очисткой от взвешенных веществ начинать проводить очистку от химического загрязнения.

К физико-химическим методам очистки сточных вод относят коагуляцию, флотацию, адсорбцию, ионный обмен, экстракцию, ректификацию, выпаривание, дистилляцию, обратный осмос и ультрафильтрацию, кристаллизацию, десорбцию и др. Эти методы используют для удаления из сточных вод тонкодисперсных взвешенных частиц (твердых и жидких), растворимых газов, минеральных и органических веществ.

Использование физико-химических методов для очистки сточных вод по сравнению с биохимическими имеют ряд преимуществ:

1) возможность удаления из сточных вод токсичных биохимически неокисляемых органических загрязнений;

2) достижение более глубокой и стабильной степени очистки;

3) меньшие размеры сооружении;

4) меньшая чувствительность к изменениям нагрузок;

5) возможность полной автоматизации;

6) более глубокая изученность кинетики некоторых процессов, а также вопросов моделирования, математического описания и оптимизации, что важно для правильного выбора и расчета аппаратуры;

7) методы не связаны с контролем за деятельностью живых организмов;

8) возможность рекуперации различных веществ.

Выбор того или иного метода очистки (или нескольких методов) производят с учетом санитарных и технологических требований, предъявляемых к очищенным производственным сточным водам с целью дальнейшего их использования, а также с учетом количества сточных вод и концентрации загрязнений в них, наличия необходимых материальных и энергетических ресурсов и экономичности процесса.

Коагуляция — это слипание частиц коллоидной системы при их столкновениях в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате коагуляции образуются агрегаты — более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления мелких (первичных). Первичные частицы в таких агрегатах соединены силами межмолекулярного взаимодействия непосредственно или через прослойку окружающей (дисперсионной) среды. Коагуляция сопровождается прогрессирующим укрупнением частиц и уменьшением их общего числа в объеме дисперсионной среды (в нашем случае — жидкости). Слипание однородных частиц называется гомокоагуляцией, а разнородных — гетерокоагуляцией.

В сточных водах могут содержаться твердые (каолин, глина, волокна, цемент, кристаллы солей и др.) и жидкие (нефть, нефтепродукты, смолы и др.) частицы. Сточные воды в большинстве случаев представляют собой слабоконцентрированные эмульсии или суспензии, содержащие коллоидные частицы размером 0,001…0,1 мкм, мелкодисперсные частицы размером 0,1…10 мкм, а также частицы размером 10 мкм и более.

В процессе механической очистки из сточных вод достаточно легко удаляются частицы размером 10 мкм и более, мелкодисперсные и коллоидные частицы практически не удаляются. Сточные воды многих производств после сооружений механической очистки представляют собой агрегативно устойчивую систему. Для их очистки применяют методы коагуляции; агрегативная устойчивость при этом нарушается, образуются более крупные агрегаты частиц, которые удаляются из сточных вод механическими методами.

Одним из видов коагуляции является флокуляция, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, под влиянием специально добавляемых веществ (флокулянтов) образуют интенсивно оседающие рыхлые хлопьевидные скопления.

Эффективность коагуляционной очистки зависит от многих факторов: вида коллоидных частиц; их концентрации и степени дисперсности; наличия в сточных водах электролитов и других примесей; величины электрокинетического потенциала.

В качестве коагулянтов используют соли алюминия, соли железа, а также смеси солей Аl2(SО4)3 и FeCl3 в соотношении от 1:1 до 1:2 и алюминийсодержащие отходы, травильные растворы, шлаки, пасты и смеси.

Для интенсификации образования хлопьев гидроксидов алюминия и железа используют флокулянты: активную кремниевую кислоту (х SiO2*y Н2О) и полиакриламид. Дозу полиакриламида при вводе перед отстойниками или осветлителями со взвешенным осадком принимают равной от 0,4 до 1,5 мг/л; дозу кремниевой кислоты — 2…3 мг/л.

При использовании в качестве коагулянтов солей алюминия и железа в результате реакции гидролиза образуются малорастворимые в воде гидроксиды железа и алюминия, которые сорбируют на развитой хлопьевидной поверхности взвешенные, мелкодисперсные и коллоидные вещества и при благоприятных гидродинамических условиях оседают на дно отстойника, образуя осадок.

Процесс очистки сточных вод методом коагуляции или флокуляции включает приготовление водных растворов коагулянтов или флокулянтов, их дозирование, смешение со всем объемом сточной воды, хлопьеобразование, выделение хлопьев из нее.

Приготовление и дозирование коагулянтов производят в виде растворов или суспензий. Растворение коагулянтов осуществляют в баках (не менее двух). Концентрация раствора коагулянта в растворных баках должна составлять 10…17 %. Продолжительность растворения при температуре воды 10 °С принимают равной 10…12 ч.

В процессах обработки воды применяется большое количество реагентов и материалов: соли, кислоты щелочи сорбенты. Реагенты поставляются в твердом, жидком или газообразном состоянии. От свойств реагента зависят условия его хранения и подготовки к дозированию в воду.

В состав реагентного хозяйства входит склад хранения коагулянта и флокулянта, растворные баки (не менее 3), расходные баки (не менее 2), насосы-дозаторы, воздуходувки и трубопроводы.

На складах должен храниться запас реагента на срок до 30 суток в зависимости от Qсут. . В данном курсовом проектировании предусматривается хранение реагента в сухом виде.

Суточный расход реагентов подсчитывается по формуле:

где Д – доза реагента, мг/л;Qсут – полная производительность станции, м 3 /сут; ρ – содержание активного вещества в реагенте, %.

Схема приготовления коагулянта при сухом хранении представлена на рисунке 1. Транспортирование коагулянта по складу и загрузка в растворные баки осуществляется с помощью кран – балки и подвесного грейфера емкостью до 0,5 м 3 с помощью дистанционного пульта.

Рис.1: Схема реагентного хозяйства с сухим хранением реагента:

1 — автосамосвал; 2 – склад; 3 – растворные баки; 4 – кран – балка с грейфером; 5 – насос; 6 – расходные баки; 7 – насос – дозатор; 8 – воздуходувка; I – трубопровод холодной воды; II – трубопровод горячей воды; III – сжатый воздух; IV – раствор коагулянта

Выбор коагулянта зависит от его состава, физико-химических свойств и стоимости, концентрации примесей в воде, от рН и солевого состава воды.

Соли железа как коагулянты имеют ряд преимуществ перед солями алюминия: лучшее действие при низких температурах воды, более широкая область оптимальных значений рН среды, большая прочность и гидравлическая крупность хлопьев; возможность использовать для вод с более широким диапазоном солевого состава; способность устранять вредные запахи и привкусы, обусловленные присутствием сероводорода. Однако имеются и недостатки: образование при реакции катионов железа с некоторыми органическими соединениями сильно окрашивающих растворимых комплексов; сильные кислотные свойства, усиливающие коррозию аппаратуры; менее развитая поверхность хлопьев.

Процесс очистки СВ коагуляцией и флокуляцией состоит из следующих стадий: дозирование и смешение реагентов со СВ; хлопьеобразование и осаждение хлопьев (рисунок 2).

Рис. 2: Схема установки для очистки вод коагуляцией:

1 – емкость; 2 – дозатор; 3 – смеситель; 4 – КХО; 5 — отстойник

Для очищения сточных вод от мелкодисперсных взвешенных веществ используют методы коагуляции и флотации. Для равномерного распределения растворов реагентов в обрабатываемой воде за короткое время (1 – 2 мин) используют смесители.

Смеситель перегородчатого типа применяют на станциях обработки воды производительностью до 1000 м/ч. Он выполняется в виде железобетонного лотка с вертикальными перегородками, установленными перпендикулярно к движению воды и снабженных отверстиями, расположенными в несколько рядов. Вода, проходя через отверстия со скоростью около 1 м/с, испытывает завихрения, что способствует хорошему смешиванию воды с реагентами. Диаметр отверстий принимают 20 . 100 мм. Чтобы избежать насыщения воды пузырьками воздуха верхний ряд отверстий должен быть затоплен на глубину 0,1-0,15 м.

Осветлители со взвешенным осадком используются для удаления из воды коллоид­ных и взвешенных примесей после обработки воды коагулянтами и флокулянтами.

Применение осветлителей вертикального типа со взвешенным осадком наиболее целесообразно на водоочистных станциях с производительностью не менее 5000 м 3 /сут для осветления и обесцвечивания воды с содержанием взвешенных веществ до 2500 мг/л и любой цветностью.

В основу работы осветлителей положен принцип контактной коагуляции в слое взвешенного осадка. При поддержании определенной скорости восходящего потока во­ды (0,5÷1,2 мм/с) формируется слой взвешенного осадка из скоагулированной взвеси в виде мелких хлопьев. Этот слой играет роль фильтра, способствуя лучшему осветлению воды и обесцвечиванию за счет более полного использования адсорбционной емкости хлопьев.

По месту расположения осадкоуплотнителей различают осветлители с вертикаль­ными, поддонными осадкоуплотнителями и осадкоуплотнителями в нижней части зо­ны осветления. Они выполняются открытыми или напорными.

Рис. 3: Коридорный осветлитель со взвешенным осадком с вертикальным осадкоуплотнителем:

1 — коридоры-осветлители; 2 — осадкоуплотнитель; 3 — подача исходной воды; 4 — сборные карманы для отвода осветлен­ной воды; 5 — отвод осадка из осадкоуплотиителя; 6 — отвод осветленной воды из осадкоуплотиителя; 7 — осадкоприемные окна с козырьками

Эффективность очистки таких осветлителей 70 – 80 %.

Рассчитываем количество задержанных мелкодисперсных веществ:

Вз. В-ва (192 (мг/л)·+61.25 (мг/л))·0,75 = 235.9 мг/л

Фильтр с плавающей загрузкой

Загрузка такого фильтра состоит из гранул, крупность которых уменьшается по направлению движения воды, то есть сверху вниз. Высота слоя загрузки составляет 1,0 – 1,2 м.

Такие фильтры можно использовать для доочистки как механически очищенных производственных стоков, так и биологически очищенных городских сточных вод или их смеси с производственными.

Фильтр регенерируется промыванием водой при достижении предельных потерь напора, равных 1,5 – 2,5 м.

Эффект доочистки для таких фильтров по взвешенным веществам составляет 70 – 80 %.

Рассчитываем эффект доочистки на фильтре по взвешенным веществам:

Вз. В-ва 43.9 мг/л·0,75 = 32.9 мг/л

В процессе очистки от взвешенных веществ и химического загрязнения был достигнут эффект очистки – остаток взвешенных веществ и химического загрязнения после очистки не превышает норму сброса (Ссб. вз. в. = 12,77 мг/л, Ссб. хим. соед. = 2 мг/л).

К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Все эти методы связаны с расходом различных реагентов, поэтому дороги. Их применяют для удаления растворимых веществ и в замкнутых системах водоснабжения. Химическую очистку проводят иногда как предварительную перед биологической очисткой или после нее как метод до очистки сточных вод.

Во многих отраслях промышленности перерабатывают или применяют различные соединения ртути, хрома, кадмия, цинка, свинца, меди, никеля, мышьяка и другие вещества, что ведет к загрязнению ими сточных вод. Для удаления этих веществ из сточных вод в настоящее время наиболее распространены реагентные методы очистки, сущность которых заключается в переводе растворимых в воде веществ в нерастворимые при добавлении различных реагентов с последующим отделением их от воды в виде осадков. Недостатком реагентных методов очистки является безвозвратная потеря ценных веществ с осадками.

Соединения марганца со­держатся в сточной воде металлургических, машиностроительных и химических производств. При концентрации марганца более 0,05 мг/л вода окрашивается в темный цвет. Некоторые производства предъяв­ляют жесткие требования к содержанию марганца в воде (бумажная, текстильная, кинокопировальная, синтетических волокон, пластмасс).

Удаление из воды марганца может быть достигнуто следующими Методами: 1) обработкой воды перманганатом калия; 2) аэрацией, совмещенной с известкованием; 3) фильтрованием воды через марганцевый песок или марганцевый катионит; 4) окислением озоном хлором или диоксидом хлора.

При обработке воды перманганатом калия достигается одновременная очистка от марганца и от железа. Перманганат калия окисля­ют с образованием малорастворимого диоксида марганца:

ЗМп 2+ + 2MnО 4- + 2Н2 0 →5Mn02 ↓ + 4Н + .

В этом процессе 1 кг КMn04 окисляет 0,53 мг Mn 2+ . Наибольший эффект достигается при обработке воды дозой 2 мг КMn04 на 1 мг. Осадок диоксида марганца удаляют фильтрованием.

Удаление марганца аэрацией с подщелачиванием воды применя­ют при одновременном присутствии в ней марганца и железа. При аэрации воды удаляется часть диоксида углерода и происходит ее насыщение кислородом воздуха. При удалении СО2 возрастает рН сточной воды, что способствует ускорению процессов окисления и гидролиза железа и частично марганца с образованием гидроксидов.

Двухвалентный марганец медленно окисляется в трех- и четы­рехвалентный растворенным в воде кислородом. Окисление марган­ца происходит при рН = 9-9,5. Образующийся гидроксид марганца выпадает в осадок в виде Mn(ОН)3 и Mn(ОН)4 . Растворимость этих соединений 0,01 мг/л, образующийся Mn(ОН)4 снова участвует в процессе, являясь катализатором окисления марганца.

При рН = 9,5 марганец удаляется почти полностью, при рН 2+ резко ускоряется, если аэрированную воду фильтруют через контакт­ный фильтр, загруженный дробленым пиролюзитом (Mn02 Н2 0), либо кварцевым песком, предварительно обработанным оксидами мар­ганца.

Двухвалентный марганец может быть удален из воды в про­цессе окисления его хлором, озоном или диоксидом хлора. При подщелачивании известью до рН = 8 Mn окисляется практически полностью. Расход С12 на окисление 1 кг Mn составляет 1,3 мг. При наличии в воде ам­монийных солей расход хлора увеличивается.

Диоксид хлора и озон при рН = 6,5-7 окисляют Mn 2+ за 10-15 минут. На окисление 1 мг Mn2+ расходуется 1,35 мг СlО2 или 1,45 мг О3 . Однако применение этих окислителей требует строительства слож­ных установок, поэтому их практически не используют.

Марганец может быть удален из воды биохимическим окислени­ем. Процесс проводят следующим образом. На песке фильтра высеи­вают особый вид марганецпотребляющих бактерий, которые в про­цессе своей жизнедеятельности поглощают из воды марганец. Отми­рающие бактерии образуют на зернах песка пористую массу с высо­ким содержанием оксида марганца, который служит катализатором процесса окисления.

Я выбрала обработку сточных вод перманганатом калия по формуле:

Как наиболее эффективный и технологически простой метод удаления марганца из сточных вод в настоящее время.

Очень важным аспектом применения перманганата калия для очистки воды от марганца является образование дисперсного осадка оксида марганца MnO2, который, имея большую удельную поверхность порядка 300 м2/г, является эффективным сорбентом. При обработке воды перманганатом калия снижение привкусов и запахов происходит также вследствие частичной сорбции органических соединений образующимся мелкодисперсным хлопьевидным осадком гидроксида марганца. Таким образом, применение перманганата калия дает возможность удалить из воды, как марганец, так и железо независимо от форм их содержания в воде. В водах с повышенным содержанием органических веществ железо и марганец образуют устойчивые органические соединения (комплексы), медленно и трудно удаляемые при обычной обработке хлором и коагулянтом. Применение перманганата калия, сильного окислителя, позволяет разрушить эти комплексы с дальнейшим окислением ионов марганца (II) и железа (II) и коагуляцией продуктов окисления. Кроме того, коллоидные частички гидроксида марганца Mn(OH)4 в интервале рН=5….11 имеют заряд, противоположный зарядам коллоидов коагулянтов Fe(OH)3 и Al(OH)3, таким образом добавление перманганата калия воде интенсифицирует процесс коагуляции.
Поэтому считаю целесообразным начать процесс очистки от химического загрязнения на этапе очищения сточных вод от мелкодисперсных взвешенных веществ в процессе коагуляции.

Таким образом, перманганат калия, оказывая совокупное действие как окислителя, сорбента и вспомогательного средства коагуляции, является высокоэффективным реагентом для очистки воды от целого ряда загрязнений, в том числе и от марганца.

горизонтальная песколовка→горизонтальный отстойник® перегородчатый смеситель® осветлитель коридорный®фильтр с плавающей загрузкой

1 – горизонтальная песколовка

2 — горизонтальный отстойник

3 – смеситель перегородчатый

4 – осветлитель коридорный

5 – фильтр с плавающей загрузкой

6 – резервуар очищенной воды

Сточная вода по трубопроводу поступает в песколовку, где проходит очистку от песка. После нее попадает в горизонтальный отстойник для выделения из сточной воды средневзвешенных веществ, которые под действием гравитационной силы оседают на дне отстойника или всплывают на его поверхности. После чего сточная вода проходит в перегородчатый смеситель, где происходит коагуляция мелкодисперсных взвешенных веществ. Затем сточная вода поступает в коридорный осветлитель, где происходит удаление из воды примесей, получившихся после обработки воды реагентами. Затем вода проходит доочистку в фильтре с плавающей загрузкой. Потом вода подается в резервуар очищенной воды.

1. Горизонтальная песколовка с круговым движением воды

1. Средний расход сточных вод в м 3 /с:

qср = Q/(24*3600) = 15600/(24*3600) = 0.18 м 3 /с

2. Общий коэффициент неравномерности, отражающий возможные колебания среднего расхода сточных вод, kобщ =1.18 м 3 /с. Тогда получим:

3. Примем песколовку с двумя отделениями. Площадь живого сечения каждого отделения определим по формуле:

4. При глубине проточной части hr =0,5 м ширина отделений B=W/hr =0.366/0.5=0.708 м. Ближайший стандартный размер ширины отделений B=1м. При этом наполнение в песколовке при максимальном расходе:

5. При расчетном диаметре частиц песка d=0.20 мм, Vo =18.7 мм/с и ko =1.7

Таким образом, выбираем двухсекционную песколовку длиной 10 м и шириной каждого отделения 1 м.

2. Расчет вертикального отстойника

Определяется значение гидравлической крупности u

, мм\с

где Hset – глубина проточной части, м ; Kset — коэффициент использования объема проточной части отстойника ; tset – продолжительность отстаивания ; h1 – глубина слоя ,равная 0.5 м; n2 – показатель степени.

u 0 = ( 1000* 3.5*0.35) / (1340*(0.35*3.55/ 0.5) 0.26 )=0.72 мм/с.

Принимаем число отделений отстойников, равное n=10. Принимаем скорость движения рабочего потока в центральной трубе Ven =0,03 м/с и рассчитываем диаметр центральной трубы:

Округляем диаметр den до сортаментного значения 700 мм.

Определяем диаметр отстойника:

м

где Vtb — турбулентная составляющая, мм/с, принимаемая; n – количество отстойников.

Принимаем типовой отстойник D = 9 м.

Производительность одного отстойника (,м 3 /ч) определена по формуле:

где den — диаметр впускного устройства, м.

Период вращения распределительного устройства (Т, с) составит:

Определим полную строительную высоту отстойника:

где H1 – высота борта над слоем воды принимаемая 0.3-0.5 м , H2 – высота нейтрального слоя ( от дна на выходе) равная 0.3 м.

Определяем количество осадка выделяемого при отстаивании за сутки:

где Q – суточный расход сточных вод , м3/сут ; pmud – влажность осадка равная 94-96 %, ymud – плотность осадка равная 1 г/см3.

Qmud = 6000 (240-150) / (100- 96) * 1 *104 = 13.5 м3/сут.

Выгрузку осадка рекомендуется производить один раз в сутки, но не реже одного раза в 2 суток под гидростатическим давлением.

Fл = q / vл = (650/3600) /0.6 = 0.3 м 2 ,

где q – производительность водоочистного сооружения , м 3 /с;

vл — допустимая скорость движения воды в лотке , м/с (vл =0.6 м/с);

где Н – высота слоя воды в конце смесителя после перегородок (Н=0.4-0.5м);

3. Потеря напора в каждом сужении смесителя составит:

Нс = ζ * Vс 2 /2*g = 2.9 *1 2 / 2* 10 = 0.145 м ,

где Vс – скорость движения воды в сужении перегородки, равная 1 м/с;

ζ – коэффициент сопротивления ,принимаемый равным 2.9.

где Nпр – приведенное население, чел.;

qос – удельное количество песка, л/(сут*чел), qос = 0.02 л/(сут*чел).

Wос = 1200000*0.02/1000 = 24 м 3 /сут

2. Полезный объем одного бункера (, м 3 ) определен по формуле:

T — время хранения осадка в бункерах, согласно СНиП, принимаем T = 5сут;

n — число бункеров, принимаем n = 2.

3. Принимаем диаметр бункера D = 1.4 м и определяем высоту (,м) усеченного конуса.

4. Высота цилиндрической части бункера (hцил , м).

hцил = 4*(62.5 – 1/12*3.14*0.78*(1.4 2 + 1.4*0.5 +0.5 2 ))/3.14*1.4 2 = 1.37 м

5.Строительная высота бункера составит:

Нстр. = hб + hус +hцил = 0.3 + 1.37 + 0.78 = 2.45

где hб – высота борта бункера, принимаем равной 0.3 м.

Расчет реагентного хозяйства

Состав реагентного хозяйства зависит от расхода реагентов и способа их хранения. Хранение реагентов предусматривают в сухом или растворенном виде.

При сухом хранении реагентов необходимо устраивать склад, рассчитанный на 15–30 суточный запас, считая по периоду максимального расхода реагента согласно п. 6.202 [1].

Площадь склада для коагулянта или извести определяется по формуле

, м 2 ,

где Q – полный суточный расход воды, м 3 /сут;

Дк – максимальная доза реагента, г/м 3 ;

Т – продолжительность хранения реагента на складе, сут;

a – коэффициент для учета дополнительной площади проходов на складе, равный 1.15;

Рс – содержание безводного продукта в коагулянте (извести), %; принимается для очищенного коагулянта 50%, для неочищенного – 33.5%, для извести – 60.70%;

s – объемный вес реагента, 1.1–1.3 т/м 3 ;

h – допустимая высота слоя реагента на складе (для коагулянта принимается 2.0 м, для извести – 1.5 м).

Доза коагулянта с учетом мутности исходной воды составляет 40 мг/л.

Fскл = = 0.00004*15600*15*1.15/10000*0.5*1.1*2 = 101.8 м 2

Цех коагуляционного хозяйства

Для приготовления раствора коагулянта применяют растворные и расходные баки, воздуходувки для подачи воздуха, обеспечивающие перемешивание раствора реагентов, и дозаторы для дозирования расчетной дозы реагентов в смесители. В расходном баке коагулянтов хранится не менее 30-суточного запаса реагентов.

Емкость растворных баков определяется по формуле

, м 3 ,

где q – часовой расход воды, исходя из полной производительности станции, м 3 /ч;

n – время, на которое заготавливают раствор коагулянта, согласно п. 6.22 [1] 10–12 ч;

Дк – максимальная доза коагулянта в пересчете на безводный продукт, г/м 3 ;

bраств – концентрация раствора коагулянта, принимается согласно п. 6.21 [1] для неочищенного до 17%, для очищенного до 24%;

g – объемный вес раствора коагулянта, т/м 3 .

Количество растворных баков принимается с учетом разовой поставки, а также времени его растворения и должно быть не менее трех.

Количество расходных баков должно быть не менее двух. Высота слоя раствора в баках – 1.5–3.0 м. Раствор коагулянта из растворных баков в расходные может перепускаться самотеком либо перекачиваться насосом.

В расходных баках раствор разбавляется водой до соответствующей концентрации при постоянном перемешивании.

Wраств = 700*10*0.00004/10000*0.24*3 = 38.8 м 3

Суточный расход реагентов рассчитывается по формуле:

Cсут =(35* 15600)/10*90 = 606.7 кг.

Объем растворного бака коагулянта рассчитывается по формуле:

Объем расходного бака коагулянта определяется по формуле:

1.Находим Предотвращенный ущерб от сброса взвешенных веществ:

ПУвзв.вещ= Q год * (Снач – Ссб )* Пл* 10-9

ПУвзв.вещ= 15600*365 *1000* ( 480-8,3)* 366*0.000000001=1591920 р.

Где ПУ- предотвращенный ущерб ; Qгод – годовой расход сточной воды ; Снач – концентрация до чистки ; Ссб – концентрация при которой возможен сброс ; Пл – плата за сброс.

2. Находим предотвращенный ущерб от сброса химического загрязнения:

ПУхим.вещ-ва= Q год * (Снач – Ссб )* Пл* 10-9

3. Затраты на очистку от взвешенных веществ:

Звзв= 15600*1000*365 * 1,2= 683 280 р

Где Сб- себестоимость очистки.

4. Затраты на очистку от химического загрязнения :

Зхим.загр= 15600*1000*365 * 5= 1 423 500р.

5. Общий предотвращенный ущерб равен:

ПУобщ= 1591920 + 627478= 2 219 398р.

6.Общие затраты на очистку :

Зобщ = 683 280 + 1 423 500 = 2 106 780 р.

7. Прибыль от продажи осадка равна:

— стоимость песка составляет 66р/м3 , суточный объем осадка,накапливаемого в песколовках – 0.36 м3/сут,соответственно в год – 132 мз , следовательно годовая прибыль от продажи осадка равна 132*66= 8672 р.

8. Экономическая эффективность очистки:

Э= 2 219 398 –2 106 780 + 8672 = 121 290 р.

Вывод : Исходя из данных расчетов можно сделать вывод ,что проводить очистку сточных вод по данной технологической схеме целесообразно, т.к это экономически выгодно.

В ходе курсового проекта составлен технологический узел очистки от взвешенных веществ и соединений свинца перед сбросом воды в водоем, проведен расчет основного оборудования и экономического ущерба.

В настоящее время в области очистки сточных вод основным направлением развития является разработка канализационных систем с минимальным сбросом сточных вод в водоем или без сброса — бессточных систем. Необходима разработка рациональных способов сокращения объема сточных вод за счет создания оборотных и замкнутых систем водоснабжения, исключающих сброс воды в водоемы. При таком водоснабжении предусматривается необходимая очистка сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработка и повторное использование сточной воды.

1. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы. Учебное пособие. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004.

2. Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков: Учебное пособие /Д.А. Кривошеин, П.П. Кукин, В.Л. Лапин и др. – М.: Высшая школа, 2003 – 344 с: ил.

3. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. Уч. Пособие. – М.: издательство АСВ, 2004. – 496 с.

4. Батугин А.С, Захарова А,А. Защита гидросферы. Ч.1. Учебное пособие для студентов 4 – го курса специальности ИЗОС.- М.: МГГУ,2006

5. Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка: Учебное пособие для вузов. М. Издательство МГУ, 1996 – 680 с; 178 ил.

6. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов. М.: Химия 1989 – 512с.

7. Томаков П.И., Коваленко В.С., Михайлов А.М., Калашников А.Т. Экология и охрана природы при открытых горных работах. М.: Издательство МГГУ. – 1994, 418 с.: ил.

источник

Название: Выбор и расчет параметров технологической схемы очистки сточных вод
Раздел: Рефераты по экологии
Тип: курсовая работа Добавлен 03:29:59 26 мая 2011 Похожие работы
Просмотров: 2671 Комментариев: 12 Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно Скачать