Анализ воздействия промышленного объекта на компоненты окружающей среды

Этот процесс можно изобразить в виде схемы (за исключением песколовок):

      

Обозначения: 1 — флотационный аппарат; 2 — сорбционный фильтр; 3 — накопительный резервуар (отстойник); 4 — резервуар чистой воды; 5,6 — насосы

Таким образом, на предприятии имеются практически все необходимые виды очистки:

а) механическая;

б) физическая (т.к. флотация проводится без добавления реагентов);

в) физико-химическая (сорбция)

Но даже, несмотря на все количественные и качественные характеристики сбрасываемых сточных вод, нельзя не учесть тот факт, что в данной технологической цепочке полностью отсутствуют и биологическая, и химическая (хлорирование, озонирование) очистка.

Насколько известно, сточные воды, прошедшие механическую и физико-химическую очистку, содержат еще достаточно большое количество растворенных и тонкодиспергированных нефтепродуктов, а также других органических загрязнений и не могут быть выпущены в водоем без дальнейшей очистки. А биологический метод является наиболее универсальным для очистки от органических загрязнений. Он основан на способности микроорганизмов использовать разнообразные вещества, содержащиеся в  сточных водах, в качестве источника питания в процессе их жизнедеятельности. Задачей биологической очистки является превращение органических загрязнений в безвредные продукты окисления - H2O, CO2, NO3-, SO42- и др.

Подводя итог, я как инженер-специалист, предлагаю улучшить данный технологический процесс, внедрив аэротенки и хлораторную установку.

 

   3.3  Как происходит технологический процесс очистки бытовых сточных вод

 

Что же касается очистки бытовых стоков, то, как видно из схемы, технология очистки совершенно иная.

Принцип работы очистных сооружений основан на многоступенчатой технологии биологической очистки с последующим отстаиванием, ультрафиолетовым обеззараживанием. После очистки и обеззараживания бытовые сточные воды по напорному трубопроводу направляются в систему подготовки воды для ППД. Показатели качества очищенных бытовых стоков (БПКполн. = 6 мг/л, КВЧ = 6 мг/л) удовлетворяют требованиям после дополнительной подготовки для закачки в систему ППД. Далее очистка воды осуществляется по двухступенчатой схеме:

• на первой ступени ─ 2 горизонтальных отстойника ОВ-200 (с доведением содержания загрязнений в очищенной воде: нефть - до 50 мг/л, механические примеси – до 50 мг/л)
• на второй ступени ─ 3 отстойника с гидрофобным слоем ОГВ-Г-100 (с доведением содержания загрязнений в очищенной воде: нефть - до 5 мг/л, механические примеси – до 5 мг/л)

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет аппаратов водоочистки

 

Расчет производился по двум основным аппаратам: песколовки и флотомашина (флотатор). В результате были посчитаны основные характеристики данных аппаратов, их эффективность.

Песколовка с круговым движением рабочего потока представляет собой круглый резервуар с коническим днищем. Внутри резервуара расположен цилиндр с усеченным конусом, который с корпусом песколовки образует кольцевой лоток, имеющий в нижней части щелевое отверстие для отвода песка. При очистке песколовок обычно применяют переносный или стационарный гидроэлеватор. Очистка песколовки происходит не реже одного раза в 2-3 суток. Осадок собирается в коническом днище, откуда его направляют на переработку или отвал. Сточные воды тангенциально двигаются по кольцевому лотку песколовки. Постоянный уровень в песколовке поддерживается с помощью водосливного порога.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4 Горизонтальные песколовки с круговым движением сточных вод пропускной способностью 1400–70000 м3/сут

Условные обозначения: 1–гидроэлеватор; 2–трубопровод для отвода всплывающих примесей; 3–желоб; 4–поверхностные затворы с ручным приводом; 5–подводящий лоток; 6–пульпопровод; 7–трубопровод для рабочей жидкости; 8–камера переключения; 9–устройство для сбора всплывающих примесей; 10–отводящий лоток; 11–полупогружные щиты (при очистке нефтесодержащих вод).

Флотатор представляет собой отстойник радиального типа с встроенной круглой флотационной камерой, оборудованной вращающимися водораспределителем и механизмом сгребания пены.

 

 

 

4.1  Расчет песколовок

 

Песколовки предусмотрены для удаления из сточных вод тяжелых минеральных загрязнений, главным образом песка. Песколовки рассчитываются на максимальный расход сточных вод qmax [м3/с], по которому выбираются:

• наружный диаметр песколовки, Dн;
• расстояние между песколовками, B;
• ширина кольцевого желоба, b;

Число песколовок в соответствии с требованиями СНиП 2.04.03-85 n принимается не менее 2, одна из которых находится в резерве.

1. Площадь живого сечения кольцевого желоба песколовки:

, где     (1)

V - скорость движения воды в песколовке при максимальном притоке сточных вод

( не более 0.3 м/с);

qmax- максимальный расход сточных вод (qmax =0,231 м3/с)

2. Высота треугольной части кольцевого желоба песколовки:

, где     (2)

a - угол наклона стенок желоба к горизонту, a = 60°

b-ширина кольцевого желоба (b=1000 мм =1м)

3. Площадь треугольной части желоба:

                             (3)

4. Площадь прямоугольной части кольцевого желоба:

wПР = w – wТР=1,155-0,433=0,722 м2≈0,72 м2      (4)

5. Высота жидкости в прямоугольной части желоба:

       (5)

6. Суммарная полезная высота кольцевого желоба:

hЖ = hПР + hТР=0,72+0,87=1,59 м=159 см     (6)

7. Высота бункера песколовки:

   (7)

d0 - диаметр нижнего основания бункера для песка, d0 = 0,4÷0,5 м

Dн –наружный диаметр песколовки, Dн=10000 мм=10 м

8. Высота борта песколовки принимается hБ = 0,3-0,5 м.
9. Строительная высота песколовки:

HСТР = hБ + hЖ +hБУНК=0,3+1,59+7,36=9,25 м     (8)

10. Продолжительность протекания сточных вод по кольцевому желобу песколовки определяется по формуле:

      (9)

Продолжительность протекания сточных вод по кольцевому желобу должна быть не менее 30 с.

11. Суточный объем песка, задерживаемый в песколовках:

            (10)

СН - начальная концентрация загр. вещ-в [г/м3]

СК - конечная концентрация загр. вещ-в [г/м3]

q=0,231 м3/с = 0,231*24*60*60= 19958,4 м3/сут

     (11)

ρпеска= 2 г/см3= 2 т/м3

12. Эффективность песколовки  с круговым движением воды:

    (12)

 

 

 

 

 

 

4.2  Расчет флотационной установки

 

В состав флотационной установки (рис. 4.2) входят следующие сооружения:

1. флотационная камера;
2. напорные баки;
3. насосное оборудование;
4. приемные резервуары.

Рисунок 4.2 Схема флотационной установки

 

При напорной флотации сточные воды насосом подаются в напорный бак (сатуратор). На всасывающем трубопроводе насоса имеется патрубок для подсоса воздуха. Насыщенная воздухом сточная вода из сатуратора подается во флотационную камеру, где выделившиеся из воды пузырьки воздуха всплывают вместе с частицами нефтепродуктов. Всплывающая масса непрерывно удаляется механизмами для сгребания пены в пеносборники.

Параметры стандартного флотатора приведены в табл. 2

 

Таблица 2. Характеристики флотатора

Параметр, ед. изм.	Значение
Высота отстойной зоны, м	1,5
Высота флотатора, м	3
Показатель очистки, мг/л	0,05

 

 

 

1. Требуемая степень очистки сточных вод:

,  где

с0 — начальная концентрация загрязнений (нефтепродуктов), г/м3;

ск — конечная концентрация загрязнений (нефтепродуктов), г/м3;

2. Время пребывания жидкости в аппарате:

,  где

К- интенсивность извлечения, зависящая от среднего диаметра пузырьков и газосодержания. Выбирается, исходя из справочных данных (табл.3)

 

Таблица 3. Сводная таблица основных параметров флотации

, %	*104,м/с	Re*103	E*103	K*10-3
3	2,59	7,77	6,67	2,59
5	2,12	6,36	6,67	3,54
7	1,76	5,28	6,67	4,11

 

-газосодержание;

-групповая скорость подъема пузырьков;

Re -число Рейнольдса;

Е - эффективность захвата частиц пузырьком;

К - интенсивность извлечения.

 

По литературным данным общее время пребывания жидкости

во флотаторе около 20 мин.

 

3. Диаметр флотационной камеры:

,  где

Q- расход сточных  вод, поступающих на флотатор, м3/ч;

Q=100 м3/ч=0,028 м3/с

v- скорость восходящего  потока воды, мм/с;

v=2 мм/с

4. Диаметр флотатора:

,  где

H0- высота отстойной зоны (H0=1,5м)

5. Количество нефтесодержащей пены:

      

 м3/сут = 0,00058 м3/ч                          

Q- расход сточных  вод, поступающих на очистку, м3/сут;

Q=100 м3/ч =100*24=2400 м3/сут

Снач - начальное содержание нефтепродуктов в сточных водах, мг/л;

Скон - конечное содержание нефтепродуктов в сточных водах, мг/л;

0,95- объемная масса  нефтесодержащей пены, т/м3;

90- обводненность  нефтесодержащей пены, %;

Напорные баки (сатураторы)

Объем напорных баков рассчитывается из условия 1 - минутного пребывания в них сточных вод при рабочем давлении 5 кгс/см .

1. Необходимый объем сатураторов:

2. Количество воздуха, необходимое для насыщения сточных вод, составляет

9 % общего расхода воды:

Для подачи воздуха во всасывающую трубу насоса выбирается эжектор.

Насосное оборудование

Насосные агрегаты для перекачивания воды и пены выбираются по наименьшей мощности двигателя и условию обеспечения заданного напора (м) и производительности (м /час).

Приемные резервуары

Ёмкости приемных резервуаров определены исходя из 5-10 - минутной производительности насосов.

В результате проведённых расчетов выбираем флотационную установку с техническими характеристиками, приведёнными в таблице № 4

  Таблица 4. Технические характеристики флотационной установки

Q,м3/ч	Н0,м	Н, м	α	τn,мин	Дк, м	Дф, м	Wп, м3/ч	W,м3	q,м3/ч
100	1,5	3	0,73	6,17	2,3	3	0,00058	1,7	9

 

 

5. Предложения по изменению (уменьшению) техногенного воздействия промышленного  объекта на компоненты природной среды

 

На Тэдинском нефтяном месторождении очистка нефтесодержащих и бытовых сточных вод происходит по многоступенчатой раздельной схеме. Даная схема используется вот уже долгое время на предприятии, но, на мой взгляд, она является не совсем качественной и не может гарантировать на выходе концентрации загрязняющих веществ, не превышающие ПДК, поскольку в процессе очистки (например, нефтесодержащих стоков) отсутствует биологическая очистка. А т.к. наибольшие трудности при очистке производственных и бытовых сточных вод связаны с удалением из них тонкодисперсных и растворенных органических веществ, то я, как инженер-специалист, считаю внедрение в технологический процесс аппаратов биологической очистки ─ необходимым мероприятием.