Проект цеха очистки сточных вод дрожжевого завода

Учреждение образования  «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

Факультет  

Кафедра  

Специальность                           

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

по дисциплине  Оборудование и проектирование биоочистных сооружений 

 

Тема  Проект цеха очистки сточных вод дрожжевого завода 

                                                                             

 

 

 

 

 

 

                  Исполнитель

    студентка  4 курса группы 11              .

                                                          подпись, дата  инициалы и фамилия

 

                 Руководитель

                       доцент                                        

                    должность, ученая степень, ученое звание  подпись, дата    инициалы и фамилия

 

 

 

Курсовая работа защищена с оценкой  

Руководитель    

подпись      инициалы и фамилия

 

 

 

 

Минск 2013

Реферат

Пояснительная записка  45 с., 10 рис., 15 табл., 16 источников, 2прил.

СТОЧНАЯ ВОДА,ДРОЖЕВОЙ ЗАВОД, АНАЭРОБНО-АЭРОБНАЯ ОЧИСТКА, ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ОТСТОЙНИК, АЭРОТЕНК-СМЕСИТЕЛЬ, АЭРОТЕНК-ВЫТЕСНИТЕЛЬ, ИЛОУПЛОТНИТЕЛЬ

 Целью выполнения курсового проекта является проектированиеочистных сооруженийдрожжевого завода.В проекте представлен выбор и обоснование технологической схемы, описание технологической схемы, расчет и подбор основного технологического оборудования, баланс материальных  потоков, технологическая схема очистных сооружений и генеральный план.Технология обеспечивает снижение уровня загрязненности стока в соответствии с требованиями, предъявляемыми при сбросе воды в водоемы рыбохозяйственного назначения.

Графическая часть включает:

− технологическую схему  сооружений – 1 лист А1;

− генеральный план очистных сооружений – 1 лист А1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………...……………...5

1. Выбор и обоснование технологической схемы……………………………………..7
1. Характеристика сточных вод………………………………………………........7
2. Выбор оборудования и сооружений……………………………………...……..7
2. Описание технологической схемы……………………………………………….....18
3. Расчет и подбор основного технологического оборудования………………….....19
1. Определение расчетных параметров очистной станции, приведенного населения и необходимой степени очистки сточных вод…………………….19
1. Определение расходов сточных вод ...…………………………………...19
2. Определение приведенного населения………………………………...…19
3. Определение концентрации загрязнений в сточных водах…………......20
4. Определение необходимой степени очистки сточных вод……………..20
2. Расчет сооружений механической очистки………………………………...…20
1. Приемная камера очистных сооружений……………………………...…20
2. Расчет решеток с механической чисткой………………………………...20
3. Расчет тангенциальной песколовки………………………………………21
4. Расчет усреднителя……………………………………………………...…23
5. Расчет первичного вертикального отстойника с нисходяще-восходящим потоком…………………………………………………………………….…25
3. Расчет сооружений биологической очистки сточных вод……………….......26
1. Расчет гибридногобиореактора…………………………………………..26
2. Расчет аэротенка-смесителя с регенератором…………………………...26
3. Расчет вторичного отстойника I ступени………………………………...29
4. Расчет аэротенка-вытеснителя с регенератором………………………...31
5. Расчет вторичного отстойника II ступени………………………………..32
4. Расчет сооружений и установок для обработки осадков……………………..32
1. Расчет илоуплотнителя……………………………………………………33
2. Расчет фильтр-пресса……………………………………………………...34
5. Расчет газгольдера………………………………………………………………35
6. Расчет песковой площадки…………………………………………………..…35
7. Подбор насосов………………………………………………………………….35
8. Подбор емкостей………………………………………………………………...36
4. Баланс материальных потоков……………………………………………………...37

Заключение………………………………………………………………………………39

Список использованных источников…………………………………………………..40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Проблема очистки сточных  вод является одной из наиболее серьезных  в сфере защиты окружающей среды. В воде поверхностных водоемов вместе с примесями природного происхождения имеются различные по составу химические загрязнения (пестициды, фенолы, нефтепродукты, соли тяжелых металлов и прочее), что обусловлено сбросом в водоемы недостаточно очищенных (либо вообще неочищенных) производственных и бытовых стоков.

Высокий уровень загрязнения поверхностных  вод приводит к деградации почв и  лесных массивов и повышению уровня заболеваемости и смертности населения. Среди отраслей промышленности, которые  сбрасывают значительное количество сточных  вод, загрязненных органическими веществами, одно из первых мест занимают пищевые и биотехнологические производства. Такимявляетсядрожжевой завод. Известно, что сточные воды дрожжевого производства наиболее загрязнены органическими веществами и занимают одно из лидирующих мест по количеству стоков.Высокие концентрации органических загрязнений (ХПК и БПК), соединений азота, сульфатов, соединений фосфора, меланоидов и других соединений, живые клетки дрожжей поступают в стоки.

Основная масса стоков при производстве дрожжей образуется в процессе выделения товарных дрожжей. Выращенные маточные и товарные дрожжи выделяют из культуральной среды (среды, в которой они размножались), промывают холодной водой и сгущают до концентрации 500-600 г/л на специальных машинах-сепараторах. Для промывки дрожжей используют специальные бачки. Их после сепарирования направляют в специальные сборники дрожжевого молока. Окончательное отделение дрожжей от жидкости происходит на специальных машинах, называемых вакуум-фильтрами или фильтр-прессами, в которые подают дрожжевое молоко из сборников. При этом дрожжи приобретают плотную консистенцию и форму пластин или пластов различной толщины. Сбрасываемая после сепарации  в канализацию культуральная жидкость имеет различную концентрацию солей, органических веществ и дрожжевых клеток, наиболее высокая она после первой сепарации. В процессе модернизации технологии производства возникает возможность создания системы очистки сбросов за счет уплотнения вспомогательных производств, использования новейших методов очистки стоков и утилизации образующихся отходов.

Существует большое многообразие методов очистки, которые можно  разделить на следующие основные группы:

• механические, основаннные на процедурах процеживания, фильтрования, отстаивания, инерционного разделения;
• химические, применяемые для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей;
• физико-химические, использующие процессы коагуляции, окисления, сорбции, экстракции, электролиза, ультрафильтрации, ионообменной очистки, обратного осмоса;
• биологические, использующие микроорганизмы – поглотители загрязнителей сточных вод.

Так как стоки дрожжевого производства содержат сложный набор  неорганических растворимых соединений, органических веществ и живых  клеток дрожжей, применение одного из перечисленных методов не позволяет провести максимальную очистку. В современных условиях качественная очистка возможна лишь комбинированием всех перечисленных методов.

Только при создании комплекса  очистки стоков и использования  оборотной воды в технологическом  процессе можно будет действительно утверждать о минимизации воздействия стоков дрожжевого производства на окружающую среду и уменьшения платы за водопользование и сброс.[1]

В данном курсовом проекте решением проблемы очистки сточных вод  дрожжевого завода является механобиологическая очистка с применением анаэробно-аэробной очистки,которая обеспечит  нужный уровень очистки сточных вод для последующего сброса в водоем. Также произведен подбор и расчет оптимальных очистных сооружений для дрожжевого завода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Выбор и обоснование  технологической схемы 

1. Характеристика сточных вод

Сточные воды дрожжевого завода загрязнены преимущественно  органическими загрязнениями.

Основные показатели сточных вод дрожжевого завода приведены  в таблице 1.1 по [2].

Таблица 1.1 – Значения показателей сточных вод 

Показатели качества сточных вод	Значения показателей
Температура, °С	28
Концентрация загрязнений, мг/л:
взвешенные  вещества	600
сухой  остаток	15000
биогенные  элементы:
азот	600
фосфор	32
Окисляемость перманганатная, мг О/л	150
ХПК, мг О/л	9500
БПКполн, мг О2/л	6000
рН	5,5

2. Выбор оборудования и сооружений

Сточные воды дрожжевого завода содержат значительные концентрации взвешенных веществ, в основном – дрожжевые скопления. Поэтому в составе очистных сооружений необходимо предусматривать сооружения механической очистки: решетки, песколовки, отстойники.

Приемная камерапредназначается для приема сочных вод, поступающих на очистные сооружения, гашения скорости потока жидкости, т.к. скорость поступивших сточных вод является не подходящей для дальнейшей очистки, и соединения трубопроводов с открытым лоткам (рисунок 1.1).

Выбор камеры зависитот количества трубопроводов и от пропускной способности и приемная камера располагается в насыпи, высотой до 5 м. [3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1 –  Приемная камера

Крупноразмерные отбросы, содержащиеся в сточных  водах, в процессе транспортирования по сетям адсорбируют значительное количество жира, органических соединений и песка. Образуются многокомпонентные органо-минеральные составляющие, которые способны значительно осложнить работы песколовок, отстойников, трубопроводов и сооружений по стабилизации осадка.[4] И так как в сточной воде дрожжевого завода присутствуют крупные загрязнения и большое количество взвешенных веществ, то целесообразно установить решетку. Решетки бывают с ручной и механической очисткой, выбор которой зависит от количества задерживаемых загрязнений.

В данном случае количество улавливаемых загрязнений  составляет более 0,1 м³/сут, поэтому очистка решеток должна быть механизирована. Механизированные стержневые решетки (рисунок 1.2) оборудованы движущимися граблями, зубцы которых входят в прозоры между стержнями и, двигаясь вверх или вниз, сзади или спереди решетки, очищают ее от накопившихся отбросов.[10]

1 – решетка; 2 – бесконечная цепь; 3 – грабли; 4 – конвейер.

Рисунок 1.2 –  Решетка с механизированной чисткой

Для устройства решеток применяем стержни прямоугольной с закругленной частью формой, так как они обладают меньшим сопротивлением по сравнению со стержнями прямоугольной формы.

Решетка стесняет живое сечение потока, поэтомуканал в котором она установлена  должен быть шире по сравнению с  основным каналом и для предотвращения вихревых потоков, канал должен расширяться плавно.

В сточных водах дрожжевого завода содержится песок и другие вещества минерального происхождения. Для выделения из сточных вод данных загрязнений можно использовать песколовки.

В проекте используются тангенциальные песколовки, так как они обеспечивают более эффективное изъятие минеральных примесей и взвешенных веществ и способствует меньшему содержанию органических загрязнений в осадке. Также выбранные песколовки соответствуют данному расходу сточных вод.

Тангенциальные песколовки (рисунок 1.3) имеют круглую форму в плане, подвод воды к ним осуществляется по касательной (тангенциально). Подвод воды по касательной и движение ее в сооружении по кругу вызывают вращательное движение потока. При одновременном поступательном и вращательном движении создается винтовое движение. Вращательное движение положительно сказывается на работе песколовок, так как оно способствует отмывке от песка органических веществ и исключает их выпадение в осадок. Благодаря этому осадок из тангенциальных песколовок содержит меньше органических загрязнений, чем в песколовках других типов. Выпавший песок удаляется с помощью шнека. Нагрузку на песколовку принимают 110 м³/(м²·ч), а диаметр не более 6 м. Она задерживает около 90 % песка, содержащегося в поступающей сточной воде.[11]

1 – подводящий  канал; 2 – отводящий канал; 3 –  рабочая часть; 4 – регулируемый  водослив; 5 – песок; 6 – шнековый  подъемник.

Рисунок 1.3 –  Тангенциальная песколовка

Производственные  сточные воды характеризуются непостоянством расхода поступающей воды и концентраций загрязняющих веществ. ПоэтомуДля обеспечения нормальной работы очистных сооружений усредняют расход сточной воды или концентрации веществ, находящихся в ней. Иногда усреднение осуществляют по двум показателям одновременно. В зависимости от этих требований назначается тип усреднителя. Исключение пиковых расходов воды, поступающей на очистку, позволяет более экономично и надежно проводить процесс. В зависимости от этих требований назначается тип усреднителя. В данном проекте сточную воду дрожжевого завода усредняем только по расходу, так как это необходимо для последующих сооружений биологической очистки. Усреднение концентраций загрязняющих веществ не является существенным из-за того, что далее следует анаэробный биореактор, который устойчив к широкому диапазону концентраций загрязнений.

 

Усреднение проводят в  контактных и проточных усреднителях. При небольших расходах и периодическом сбросе воды используют контактные усреднители. Однако в большинстве случаев применяют проточные усреднители, которые представляют собой многокоридорные (многоходовые) резервуары или емкос­ти, снабженные перемешивающими устройствами. Многокоридорныеусреднители могут быть прямоугольныеи круглые. Усреднение в них достигается за счет дифференцирования потока, который, поступая в усреднитель, делится на ряд струй, протекающих по коридорам разной длины. [13]

В курсовом проекте  был использован прямоугольный  усреднитель (рисунок 1.4)по расходу  сточных вод.