Очистка сточных вод

СОДЕРЖАНИЕ

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ …………………………………………………….3

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….................4

1 ПОЯСНЕНИЕ К ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ  СХЕМЕ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД…………………………………………………………………………………………….5

2 ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ  СХЕМЫ ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОКОВ……………………………………..6

3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГОРОДСКИХ  СТОКОВ……………………………………8

4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АППАРАТОВ………………………………………...9

4.1 Решетки…………………………………………………………………………….9

4.2 Песколовки………………………………………………………………………...9

4.3 Первичные радиальные отстойники для городских сточных вод………...11

4.4 Радиальные отстойники  для производственных сточных  вод…….............14

4.5 Аэротенки 1-ой ступени  для производственных сточных  вод…………….18

4.6 Вторичные отстойники для производственных сточных вод……………..22

4.7 Вторая ступень биологической очистки сточных вод……………………...25

4.8 Вторичный отстойник для смешанных СВ………………………………….31

4.9 Доочистка. Барабанные сетки………………………………………………...34

4.10 Флотационный илоуплотнитель для осадка из вторичных

отстойников………………………………………………………………………………….34

4.11 Метантенки для сбраживания избыточного ила………………………….36

4.12 Метантенки для осадков из первичных отстойников……………………37

4.13 Гидроциклоны для осадков  первичных отстойников…………………..38

4.14 Гидроциклоны для осадков  первичных отстойников…………………..38

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………….39

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………...40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

Исходные данные

 

Вариант 2.18

 

1. городские сточные воды:

а) количество жителей – 30000 человек;

б) температура сточных вод – 26 ^оС.

2) производственные сточные воды:

а) суточный расход воды -7500 м³/сут;

б) коэффициент неравномерности  водоотведения – 1,4;

в) концентрация БПКполн сточных  вод -1500 мг/л;

г) концентрация взвешенных веществ -350 мг/л;

д) температура сточных вод - 15 ^оС;

е) вид предприятия – нефтепереработка.

3) необходимые условия:

а) концентрация БПКполн очищенных  сточных вод -25 мг/л;

б) содержание взвешенных веществ  в очищенной воде – менее 20 мг/л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Как известно, перед сбросом различных  видов стоков в водоем или на рельеф необходимо соблюдение предельно-допустимых концентраций в очищенных сточных  водах те или иных загрязняющих веществ, которые контролируются и утверждаются  органами Ростехнадзора и СанЭпидемстанции. Для очистных сооружений любого населенного пункта установлены конкретные нормативы качества для сброса сточных вод в водный объект или на рельеф. Очистные сооружения  городского водоканала принимают производственные стоки с определенными концентрациями загрязняющих веществ, поэтому необходима их предварительная очистка на очистных сооружениях предприятия.

Целью курсового проектирования по дисциплине «Процессы и аппараты защиты окружающей среды» является разработка принципиальной схемы очистки бытовых и производственных стоков и расчет параметров необходимых аппаратов. Необходимо найти оптимальный вариант очистки, учитывая как человеческий фактор. так и экономический фактор. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ПОЯСНЕНИЕ К ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЕ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

 

Для очистки городских и производственных сточных вод используем механическую, физико-химическую и биологическую  очистку.

 

 

 

Рисунок .  Функциональная схема очистки сточных вод

 

 

Так как городские сточные воды содержат большие концентрации  взвешенных веществ и мусора, то необходима механическая очистка от грубодисперсных и тонкодисперсных примесей и от мусора. Для этого целесообразно принимать стандартные аппараты: решетки, песколовки, первичные отстойники, изготовленных из железобетона. Из условия, что производственные сточные воды проходят предварительную очистку на очистных сооружениях предприятия,  используем только механическую очистку в первичных отстойниках, изготовленных из железобетона.

Так как в производственной сточной  воде находятся большие количества ЗВ, потребляющих кислород воды для окисления, то для очистки от БПКполн используем аэротенк первой ступени с регенератором, так как концентрация БПКполн на входе превышает 150 мгО₂/л. После отстаивания во вторичных отстойниках осадка определенное количество активного ила возвращается в регенератор, который является составной частью аэротенка первой ступени. Перед аэротенком второй ступени целесообразно  смешать бытовые и производственные стоки для усреднения их концентраций в потоке жидкости. Далее смешанные сточные воды проходят биологическую очистку в аэротенке второй ступени с регенератором, откуда попадают во вторичный отстойник. Определенный объем осадка из вторичного отстойника вновь возвращается в регенератор аэротенка второй ступени. После вторичного отстойника вода проходит доочистку до заданных концентраций взвешенных веществ на барабанных сетках. После барабанных сеток сточная вода хлорируется в хлораторной.

 

 

 

 

2 ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОКОВ

 

Бытовые стоки самотеком по трубопроводу (К1) подаются на решетки (1) для удаления из стоков крупного бытового мусора. При этом движение жидкости регулируется запорным проходным клапаном (17) на входе и на выходе из аппарата.

Выгреб мусора из решеток происходит при помощи скребкового транспортера, далее мусор увозится на свалку, локализированную в зоне очистных сооружений.

После решеток по трубопроводу (К1) стоки попадают в песколовки (2) при  открытом клапане на входе в аппарат (17), где происходит очистка бытовых  сточных вод от грубодисперсных  примесей, в частности песка. По трубопроводу К6.3 из приямка песколовок осадок при помощи насоса (16) откачивается в общий трубопровод для отвода осевшего осадка (К6.3). Далее осадок высушивается на специальных площадках естественным путем. После песколовок при открытом клапане (17) на выходе из песколовок стоки при помощи насоса (16) подаются на первичные радиальные отстойники (3) по трубопроводу (К1), который подводится в нижнюю часть отстойника. При этом трубопровод для отвода осадка (К6.3) перекрыт клапаном (17), так как необходим определенный объем осадка для его удаления из конической части отстойника. Скребковое устройство  Далее по трубопроводу (К1) стоки подаются на вторую ступень биологической очистки сточных вод, смешиваясь с производственными сточными водами.

Производственные сточные воды от нефтеперерабатывающего завода по трубопроводу (К3) подаются на первичные радиальные отстойники для очистки от тонкодисперсных примесей. При этом учитывается тот факт, что производственные стоки проходят очистку на очистных сооружениях предприятия. После отстаивания в первичных отстойниках производственные стоки самотеком подаются в аэротенк-смеситель первой ступени биологической очистки (4). Одновременно по воздуховоду (А0) при помощи воздуходува (18),  расходомера (19) и компрессора (22) в аэротенк-смеситель подается сжатый воздух для аэрации сточной воды. Далее по трубопроводу (К3) из аэротенка-смесителя при открытом клапане сточная вода с избыточным илом при помощи насоса (16) подается во вторичный радиальный отстойник (5), где происходит осаждение избыточного активного ила. Далее производственные стоки самотеком по трубопроводу (К3) подаются в трубопровод (К1), где смешиваются с бытовыми стоками, при этом концентрации загрязняющих веществ усредняются.

По трубопроводу (К1) смешанные стоки  подаются на вторую ступень биологической очистки, в частности в аэротенк-вытеснитель (6), где происходит конечное их окисление. Одновременно по воздуховоду (А0) при помощи воздуходува (18),  расходомера (19) и компрессора (22) в аэротенк-вытеснитель подается сжатый воздух для аэрации сточной воды. Далее при помощи насоса (16) и запорного проходного клапана (17) сточные воды подаются во вторичный радиальный отстойник (5), где происходит осаждение избыточного активного ила.

Далее сточные воды при помощи насоса (16) и клапана (17) подаются на барабанные сетки (7), где происходит конечное фильтрование сточных вод от взвешенных веществ. После прохождения сточных вод через барабанные сетки закрывается клапан на входе в аппарат, и открывается клапан на трубопроводе (В0), по которому подается вода для промывки барабанных сеток от осадка. Далее открывается клапан на трубопроводе (К6.5), по которому движется промывная вода от барабанных сеток, попадая в трубопровод (К1), откуда промывная вода подается в первичные отстойники (3), где снова подвергается отстаиванию. По хлоропроводу (Е0.1) при помощи баллона с хлором (9) и дозатора (10) в трубопровод (К1) подается доза хлора. Из расходного бака с серной кислотой (11) при помощи дозатора (10) в трубопровод (Е0.1) подается доля серной кислоты для достижения нейтральной среды в сточной воде. Далее по трубопроводу (К1) движется сточная вода в цистерну для накопления очищенной воды (12).

Обработка осадка на схеме осуществляется следующим образом. Осадок из песколовок (2) по трубопроводу (К6.3) при  помощи насоса (16) и запорного проходного клапана (17) откачивается на специальные площадки на территории очистных сооружений для сушки в естественных условиях. Далее песок может быть использован другими областями производства для обваловки дорог или для асфальтирования дорог.

Осадки из первичных отстойников (3)  по трубопроводам (К6.3) при помощи насоса (16) откачиваются в единый трубопровод (К6.3), откуда попадают в метантенки для анаэробного сбраживания (14). По трубопроводу (К6.3) осадок откачивается к гидроциклонам (15), где происходит их конечное разделение сухого вещества и водной фазы. Далее осадок складируется в полиэтиленовых пакетах на специальных площадках.

Осадки из вторичных отстойников (5) объединяются в трубопроводе (К5) и при помощи насоса (16) откачиваются во флотационный илоуплотнитель (13). Одновременно на входе в илоуплотнитель в трубопровод (К5) по трубопроводу (А0) при помощи воздуходува (18), расходомера (19) и компрессора (22) подается сжатый воздух. При этом во флотационный илоуплотнитель входит уже иловоздушная смесь. Далее по трубопроводу (К6.2) при помощи насоса (16) и клапана (17) из илоуплотнителя удаляется пена, которая подсушивается естественным путем. Далее по трубопроводу (К5) осадок движется в метантенки для анаэробного сбраживания (14), откуда по трубопроводу (К5) осадок попадает в гидроциклоны (15) где происходит их конечное разделение сухого вещества и водной фазы. Далее осадок складируется в полиэтиленовых пакетах на специальных площадках.

Избыточный активный ил из вторичных  отстойников (5) при помощи запорных проходных клапанов (17) распределяется по двум трубопроводам (К5), один из которых ведет к флотационному илоуплотнителю (13), другой ведет в регенератор первой ступени (21) и регенератор второй ступени (22). Из регенераторов по трубопроводу (К5) попадает в аэротенки первой и второй ступеней биологической очистки сточных вод.

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГОРОДСКИХ СТОКОВ

 

1. расход городских сточных вод равен:

 

Q_cр^сут=qn=270*30000*10^-3=8100 м³/сут,

 

где q=270л/чел*сут – норма водоотведения на человека в сутки;

n=30000 чел – количество жителей.

 

2. найдем показатели ЗВ:

 

2.1) в соответствии со СНиП 20403-85 удельный показатель образования  по БПКполн равен g_БПК=75г/чел*сут;

2.2) в соответствии со СНиП 20403-85 удельный показатель образования  по взвешенным веществам  равен  g_ВВ=65г/чел*сут;

2.3) концентрация БПКполн в бытовых  стоках равна:

 

 

2.4) концентрация взвешенных веществ в бытовых стоках равна:

 

 

3) в соответствии со СНиП 20403-85 часовой коэффициент неравномерности  подачи городских сточных вод  при секундном расходе  К_max=1.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АППАРАТОВ

 

 

4.1 Решетки

 

В соответствии со СНиП 20403-85 установим 2 решетки  механизированными граблями и с прозорами шириной выше 20 мм.  Отбросы с решеток допускается  собирать в контейнеры с герметически закрывающимися крышками и вывозить в места обработки твердых  бытовых и промышленных отходов.

 

          4.2 Песколовки

 

 1) согласно СНиП 20403-85 рабочая длина песколовки,Н1=0,6 м, а гидравлическая крупность задерживаемых частиц, u₀=18,7 мм/с (из условия, что песколовка горизонтальная)

Среднесуточный расход городских  сточных вод Qcрсут=8100 м3/сут.

2) найдем средний секундный расход на очистную станцию: 

 

q_ср^сек= Q_cр^сут/86400=0,094 м³/с

 

3) учитывая часовой коэффициент неравномерности подачи сточных вод kmax=1.6, найдем расчетный расход:

 

q_max=k_max q_ср^сек=1.68*0.094=0.16 м³/с.

 

4) установим 2 отделения песколовок.

5) определим площадь живого сечения каждого отделения по формуле:

 

, где

 

 q_max=0.15 м³/с – расчетный расход сточных вод;

 n=2 – количество отделений песколовки;

=0.3 м/с – скорость течения сточных вод при максимальном притоке.

6) определим глубину проточной части при Н₁=0,6 м:

 

, где 

 

=0,25 м² - площадь живого сечения каждого отделения песколовки.